왜 반도체 글러브박스에서 적외선 가열을 사용하는가?
반도체 산업은 납이나 유해한 화학물질을 사용하지 않으려고 노력하고 있습니다. 그래서 물건을 건조시키는 방법도 다시 고민해야 했습니다. 이에 따라 우리는 글러브박스 내부에서 적외선 가열기를 사용하기 시작했습니다.
일반적인 대류식 오븐의 경우, 작업을 완료하기 위해서는 공기의 모든 부분을 가열해야 합니다. 이 방식은 비효율적이고 에너지 낭비가 심합니다. 반면 적외선 가열기는 에너지를 직접 소재에 전달합니다. 중간 단계가 없으며, 전체 공간을 가열할 필요도 없습니다. 이 덕분에 유해한 용매를 사용할 필요가 없으며, 경화 과정에서 소모되는 에너지도 줄어듭니다.
실제 작동 원리
여기서는 단파나 중파 방사선을 사용합니다. 산소와 수분 수치를 엄격하게 관리해야 하는 글러브박스에서는 정밀한 열이 필요합니다.
좋은 점은, 이러한 방사선이 소재의 표면을 관통하여 내부부터 경화시킨다는 것입니다. 만약 표면만 가열한다면, 표면은 바로 마르지만 아래쪽에는 여전히 습한 용매가 남아 있습니다. 적외선 가열기는 이러한 문제를 방지해줍니다.
하드웨어 측면
이러한 장치들을 글러브박스에 연결할 때는 전력 밀도가 중요합니다. 우리는 석영관이나 할로겐관을 사용하는데, 이들은 매우 빠르게 온도를 높일 수 있습니다. 몇 초 만에 목표 온도에 도달할 수 있습니다.
공기 중의 오염물질을 방지하기 위해 특수한 커넥터를 사용합니다. 글러브박스에 누출이 생기면 큰 문제가 생길 수 있으므로, 이러한 밀폐 장치는 반드시 완벽하게 밀폐되어야 합니다.
하지만 단점도 있습니다. 이러한 장치들은 매우 강렬한 열을 발생시킵니다. 만약 냉각 시스템이 제대로 작동하지 않는다면 문제가 생길 수 있습니다. 케이스가 변형되거나 센서가 손상될 수도 있습니다. 따라서 적외선이 내보내는 열을 빠르게 제거할 수 있어야 합니다.
청결 유지
무납 기준은 까다롭습니다. 왜냐하면 기존의 납땜 방식보다 훨씬 높은 온도가 필요하기 때문입니다. 하지만 적외선 가열기는 이러한 고온을 쉽게 만들어낼 수 있으며, 가스 오븐에서 발생하는 탄소 배출도 없습니다. 그저 깨끗한 전력만 사용됩니다.
또한, 공기가 흐르지 않기 때문에 입자가 웨이퍼 위에 떨어질 위험이 없습니다. 이는 열처리를 훨씬 더 간단하고 깨끗하게 처리할 수 있는 방법입니다.