생체센서와 칩에 적외선 경화 기술을 사용하는 이유
생체센서를 제작할 때, 유기층과 전도성 폴리머들을 제자리에 고정시키는 것은 꽤 어려운 일입니다. 모든 것을 안정적으로 유지하려면 열을 가해야 하지만, 기존의 방식으로는 시간이 많이 걸립니다.
그래서 우리는 적외선 램프를 사용합니다. 거대한 오븐을 사용하는 대신, 적외선은 에너지를 직접 기판에 전달합니다. 이 방식은 효율적이며, 합리적인 해결책입니다.
유해 물질 제거
반도체 산업도 드디어 “친환경” 기준과 납이 없는 제품을 만드는 데 주력하고 있습니다. 오랫동안 낮은 온도에서 경화시키려면 화학 촉매나 중금속 가속제를 사용해야 했습니다. 이는 지구나 실험실의 사람들에게 좋지 않습니다.
적외선 경화 기술은 이 문제를 해결해줍니다. 단파 적외선을 사용하여 코팅된 물질 내부의 분자들을 진동시킵니다. 열은 물질 내부에서 발생합니다. 속도도 매우 빠릅니다. 몇 초 만에 처리가 가능합니다. 게다가, 유해한 첨가제를 사용할 필요도 없으며, 클린룸의 탄소 배출량에 대한 걱정도 줄어듭니다.
적절한 열 밀도 조절
생체센서 웨이퍼에 적절한 열 밀도를 얻기 위해서는 아무 램프나 사용할 수 없습니다. 할로겐 충전제가 들어간 특수한 석영 케이스를 사용해야 합니다. 이를 통해 거의 즉시 열을 가할 수 있습니다. 웨이퍼가 해당 영역에 들어가는 순간 바로 열이 가해지고, 웨이퍼가 나가는 순간에는 전력이 차단됩니다. 에너지 낭비가 없습니다.
하지만 문제는 적외선의 강도가 너무 세다는 점입니다. 그로 인해 “스킨ning”이라는 문제가 발생할 수 있습니다. 이는 최상층이 너무 빨리 경화되어 아래쪽의 용매들이 버블 형태로 갇히는 현상입니다. 이는 매우 섬세한 균형이 필요합니다. 램프가 너무 가까우면 기판이 타버릴 수 있고, 너무 멀면 시스템의 효율성이 떨어집니다. 따라서 와트수와 거리를 적절히 조절해야 합니다.
실제 환경에서의 활용
가장 좋은 점은, 이러한 시스템들이 기존의 복잡한 대류식 오븐을 대체할 수 있다는 것입니다. 적외선을 사용하면 장비의 크기가 줄어듭니다. 건물 밖으로 뜨거운 공기를 끊임없이 배출하는 크고 시끄러운 환기팬도 필요 없습니다. 단지 배열을 연결하고 타이머를 설정하기만 하면 됩니다. 그러면 물리적 원리가 모든 작업을 처리해줍니다.