생체센서 제작에 열교환기 대신 적외선을 사용하는 이유
생체센서를 만들 때 가장 골치 아픈 부분은 물질을 굳히고 건조시키는 과정입니다. 오랫동안 사람들은 단순히 큰 대류식 오븐을 사용해왔습니다. 하지만 문제는, 아주 작은 기판을 따뜻하게 하기 위해 방 전체의 공기를 가열하는 것은 엄청난 에너지 낭비라는 점입니다.
그래서 우리는 적외선 램프를 사용하기로 했습니다. 공기가 뜨거워질 때까지 기다릴 필요 없이, 적외선이 직접 기판에 닿아 열을 전달합니다. 이 방식은 더 효율적이며, 시간도 절약됩니다.
속도의 차이
우리는 보통 짧은 파장의 적외선 램프를 사용합니다. 이 램프들은 작은 공간 안에 많은 에너지를 담을 수 있기 때문입니다. 속도의 차이는 엄청납니다. 오븐을 사용할 때는 몇 시간을 기다려야 하는 반면, 적외선 램프를 사용하면 몇 초밖에 걸리지 않습니다. 이는 시간을 절약할 뿐만 아니라, 웨이퍼당 필요한 에너지도 줄여줍니다. 단, 고출력 램프를 사용할 경우에는 전원 공급 장치가 초기 부하를 견딜 수 있는지 확인해야 합니다.
클린룸을 깨끗하게 유지하기
생체센서나 반도체 제조 과정에서 조금이라도 금속 먼지가 들어가면 전체 제품이 망가질 수 있습니다. 이를 방지하기 위해 우리는 고순도 석영으로 만든 커버를 사용하여 유해한 가스가 밖으로 나가는 것을 막습니다. 또한 램프 표면에 코팅을 하여 빛의 스펙트럼을 조절합니다. 이를 통해 열이 생체활성층에 골고루 전달되면서도 표면이 손상되는 것을 방지할 수 있습니다. 게다가 표준 산업용 커넥터를 사용하기 때문에, 고장난 램프를 교체하는 것도 간단합니다. 아무도 반나절이나 걸리는 유지보수 작업을 원하지 않습니다.
친환경적인 방법… 하지만 단점도 있음
적외선을 사용하는 것은 공장을 친환경적으로 만드는 가장 쉬운 방법 중 하나입니다. 가스 오븐에 필요한 크고 에너지를 많이 소모하는 환기 시스템도 필요 없습니다. 열이 공기가 아닌 복사 형태로 전달되기 때문에 탄소 배출량도 줄어듭니다. 하지만 이것이 마법은 아닙니다. 적외선은 방향성이 있기 때문에, 그냥 램프를 설치해두기만 해서는 안 됩니다. 반사판의 설정이 제대로 되지 않으면 센서에 온도 차이가 생겨 균일한 경화가 이루어지지 않고 센서의 성능도 저하됩니다. 결국 오븐의 ‘설정해두고 잊어버리는’ 방식 대신, 조금 더 세심한 조정이 필요한 시스템을 사용해야 합니다. 하지만 그 대가로 얻는 정밀도는 분명 가치가 있습니다.