그리고 다양한 가공 기술들
앞서 설명한 습식 식각, 이를 이용한 실리콘 몸체 및 표면 미세 가공, 비실리콘의 미세 가공, 그리고 접합 및 패키징 등은 MEMS 공정에서 기본이 되는 부문입니다. 이에 더하여 좀 더 특수한 소재로 좀 더 특별한 구조물을 얻기 위하여 실로 다양한 가공, 공정들이 사용되고, 새로 등장하고 있죠. 워낙 종류가 많아 요약이나 정리를 하기가 만만찮지만, 나름 정리를 하여 보겠습니다.
먼저, 도구(tool)와 마스크 중에서 어떤 것을 주로 사용하는지가 포인트입니다. 도구로 깎거나 다듬어가는 공정, 혹은 마스크로 패터닝을 한 후에 식각을 하는 공정의 구분이죠. 도구를 사용하는 경우의 하나는 물리적인 가공 수단(solid tool)들을 사용하는 방법으로 절단, 연마, 밀링, 전기 방전 가공(Electric Discharge Machining, EDM), 전기화학적인 가공(Electro-Chemical Machining, ECM), 펀칭, 프레스 가공, 그리고 사출 성형(injection molding) 등을 들 수 있습니다. 다른 하나는 높은 에너지의 빔(image tool)을 사용하는 경우로, 레이저나 전자선, 혹은 이온빔 등으로 가공을 하는 방법이죠. 마스크 패터닝을 이용하는 경우에는 비등방성과 등방성 가공으로 구분할 수 있는데, 비등방성 가공에는 결정 의존성 습식 식각, 그리고 빔을 이용한 가공들과 LIGA까지 포함이 됩니다. 등방성 가공에는 등방성 습식 식각을 비롯하여 플라즈마 등을 이용한 건식 식각 , 그리고 전기 주조(electroforming)까지 들고 있습니다. 건식 식각은 비등방성도 강하지만 빔 가공에 비해서는 직진 방향성이 다소 약하여 등방성 가공으로 구분하였네요.
결국 MEMS 공정 기술은 기존 반도체 집적회로 공정과 기본적인 MEMS, 미세 가공 공정, 이에 더하여서 기계, 신소재, 화학, 나아가서는 생화학 공정까지 어우러진, 실로 무수한 공정들의 따로 또 같이, 조화로 이루어지며, 이들 결과물에 대한 분석과 평가 또한 매우 다양합니다. 지식의 깊이보다는 넓이, 여기에 반짝이는 아이디어와 기교가 함께 하는 흥미로운 분야임에는 틀림이 없죠.
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