왜 적외선을 이용한 경화 공정이 반도체 산업에서 효과적인지
반도체 제조 공장에서 작업할 때는 매우 신중해야 합니다. 건조 및 경화 과정에서는 어떠한 잔여물도 남아서는 안 되며, 탄소 발자국도 최소화되어야 합니다.
예전에는 대류식 오븐을 사용했지만, 솔직히 말해서 그런 방식은 에너지 낭비입니다. 게다가 청정실의 순도를 해칠 위험도 있습니다.
그래서 우리는 글러브박스 내에서 적외선을 이용합니다. 공기를 가열하는 대신, 적외선은 전자기파를 이용해 직접 기판을 가열합니다. 주변의 가스는 아예 영향을 받지 않습니다.
“친환경적인” 경화 공정을 실현하기
납이 없는 ‘친환경적인’ 건조 방식을 원한다면 적외선이 최선의 선택입니다. 화학 용매나 연료를 사용할 필요가 없으므로 유해 물질이 발생하지 않습니다.
더 좋은 점은, 단파 및 중파 적외선은 물질 속으로 잘 침투하여 수분을 즉시 제거할 수 있다는 것입니다. 몇 시간이 아니라, 단 몇 초 만에 처리가 가능합니다. 이는 작업 속도를 획기적으로 높여줍니다.
글러브박스 설치의 세부 사항
이러한 장비들을 글러브박스에 설치하는 것은 그냥 “플러그를 꽂으면 끝”이라고 간단하지 않습니다. 정밀한 조절이 필요합니다. 온도 상승 속도에 따라 석영-할로겐관이나 세라믹 방출체를 사용합니다. 이들은 아주 작은 공간 안에 엄청난 양의 열을 생성할 수 있습니다.
하지만 한 가지 문제가 있습니다. 방출된 파장이 해당 물질이 흡수할 수 있는 파장과 일치해야 합니다. 그렇지 않으면 에너지가 마치 거울처럼 표면에서 반사될 뿐입니다.
이 문제를 해결하기 위해 방출체의 코팅을 조절합니다. 방출된 에너지가 글러브박스의 벽이 아닌 기판에 집중되도록 합니다.
고려해야 할 타협점
하지만 현실적으로 고강도 적외선은 엄청난 양의 열을 발생시킵니다. 물론 이는 생산 속도를 높여주지만, 글러브박스의 냉각 시스템에 큰 부담을 줍니다. 만약 냉각 시스템이 제대로 작동하지 않으면 주변 온도가 급격히 상승할 것입니다. 그러면 플라스틱 부품이 변형되거나 안전 경보가 울릴 수 있습니다.
따라서 적절한 균형을 찾아야 합니다. 방출체의 출력과 냉각 시스템의 성능을 적절히 조절해야만 안정적인 환경을 유지할 수 있습니다.