적외선을 활용해 MEMS 웨이퍼를 효과적으로 건조시키는 방법
스마트 팩토리를 구축할 때는 모든 과정이 데이터에 의해 제어되어야 한다는 것을 알고 계실 것입니다. 하지만 MEMS 센서 웨이퍼를 건조할 때는 소프트웨어만큼이나 하드웨어도 매우 중요합니다. 그래서 우리는 기존의 대류식 오븐 대신 단파 적외선 시스템을 사용하고 있습니다.
이 방식은 더 빠르며, 화학물질이 웨이퍼에 유입되어 웨이퍼가 손상되는 것을 방지해줍니다.
열 처리의 문제점
MEMS 웨이퍼의 경우, 웨이퍼에 스트레스를 주지 않으면서도 수분을 빠르게 제거하는 것이 어렵습니다. 그냥 열을 가하는 것만으로는 충분하지 않습니다.
우리는 고출력 석영 램프를 사용하여 열이 정확히 필요한 위치에 도달하도록 합니다. 전압과 작동 주기를 조절함으로써 열의 강도를 실시간으로 변경할 수 있습니다. 웨이퍼의 두께나 센서의 형태가 복잡하더라도 시스템은 자동으로 적응합니다.
응답 시간이 거의 즉각적이기 때문에, PLC는 실시간 피드백에 따라 열의 강도를 조절할 수 있습니다. 이것이 바로 현대적인 디지털 공장이 작동해야 하는 방식입니다.
하드웨어의 세부 사항
우리는 히터에 고순도 석영 재질을 사용합니다. 왜냐하면 웨이퍼 근처에서 가스가 발생하는 것을 원하지 않기 때문입니다.
우리는 램프들을 배열하여 웨이퍼의 모든 부분에 고르게 열이 가해지도록 합니다. 또한 특수한 커넥터도 사용합니다. 기계가 진동할 때 부품들이 흔들리는 것을 원하지 않으니까요.
하지만 문제는 고강도 적외선이 많은 열을 발생시킨다는 것입니다. 웨이퍼는 순식간에 건조되지만, 주변의 금속 부품들은 큰 손상을 입습니다. 따라서 쿨링 장치와 배기 팬을 잘 관리해야 합니다. 그렇지 않으면 제어 전자장치가 손상될 수 있습니다.
“스마트”한 시스템 만들기
디지털 공장에서는 모든 부품이 자신의 상태를 알려주어야 합니다. 우리의 적외선 시스템은 SCADA 시스템과 연동됩니다.
램프가 고장 나기 시작할 때나 각 웨이퍼가 얼마나 많은 에너지를 사용하는지도 확인할 수 있습니다. 이를 통해 엄격한 유지보수 일정에 얽매이지 않고, 실제로 문제가 생길 때만 수리할 수 있습니다.
램프가 고장 나기 시작하면 시스템이 경고를 보냅니다. 그러면 수율이 떨어지기 전에 램프를 교체할 수 있습니다. 이것이 바로 데이터 중심의 생산 시스템의 장점입니다.