MEMS 웨이퍼를 올바르게 건조시키는 방법
MEMS 센서 웨이퍼를 건조하는 것은 꽤 위험한 작업입니다. 열 분포를 적절히 조절하지 못하면 표면 장력으로 인해 웨이퍼가 손상될 수 있습니다. 그렇게 되면 섬세한 센서 막이 파괴됩니다.
이를 방지하기 위해 우리는 특수한 적외선 가열 요소를 사용합니다. 목표는 남아있는 액체를 즉시 증발시키는 것이지만, 센서가 손상되지 않도록 해야 합니다.
열 관리의 중요성
전력 밀도도 중요합니다. 웨이퍼 전체에 걸쳐 일정한 온도가 유지되어야 합니다. 한 부분만 더 뜨거우면 웨이퍼가 비틀어집니다. 간단한 원리죠.
우리는 고출력 밀도를 가진 가열기를 사용하여 빠르게 가열할 수 있도록 합니다. 하지만 문제점도 있습니다. 높은 출력으로 인해 건조 시간은 줄어들지만, 전원 공급장치에 큰 부담이 가해집니다. 가열이 시작될 때 발생하는 급격한 전류 증가를 처리할 수 있는지 반드시 확인해야 합니다.
청결 유지
공장에서는 오염이 큰 문제입니다. 아주 작은 금속 조각 하나만 있어도 전체 제품이 폐기되고 맙니다.
그래서 우리는 가열 필라멘트를 고순도 석영관 안에 넣습니다. 이렇게 하면 가스가 새어나오는 것을 막고, 금속 입자가 MEMS 구조물로 침투하는 것을 방지할 수 있습니다. 필라멘트로는 텅스텐을 사용하는데, 텅스텐은 녹는점이 매우 높아 안정적입니다. 몇 주만 사용해도 부서지거나 산화되는 저급 합금은 피합니다.
실제 환경에서의 타협점
우리는 이 가열기를 기존 건조 모듈을 대체할 수 있도록 설계했습니다. 심지어 커넥터도 강화되어 기계가 진동할 때에도 램프가 흔들리지 않도록 했습니다.
하지만 여전히 속도와 스트레스 사이의 균형을 맞춰야 합니다. 속도를 높이기 위해 전압을 높이는 것은 유혹적이지만, 그렇게 하면 열충격이 발생할 수 있습니다. 램프의 출력과 컨베이어의 속도 사이의 최적의 균형점을 찾아야 합니다. 그렇지 않으면 웨이퍼의 가장자리가 손상될 수 있습니다.
마지막으로, 가열기의 성능을 과도하게 설정하지 마세요. 가열기의 성능이 공간에 비해 너무 높으면, 쿨링 팬이 최대 성능으로 작동해야 하며, 그로 인해 부품이 손상될 수 있습니다.