단파 적외선을 활용한 공장 내 이산화탄소 감축
반도체 제조 과정에서 진정한 탄소중립을 달성하려면, 특정 부품만을 가열하기 위해 전체를 뜨겁게 만드는 방식을 그만두어야 합니다. 기존의 대류식 가열 방식은 낭비적입니다. 마치 집 안의 모든 방을 데워서 피자 한 조각만을 데우려는 것과 같습니다.
이때 바로 단파 적외선이 유용합니다. 공기를 가열하는 대신, 목표물에 직접 에너지를 전달할 수 있습니다. 이는 훨씬 효율적인 방식입니다.
왜 물리학이 중요한가?
단파 적외선의 장점은 전자기파를 통해 에너지를 전달한다는 점입니다. 도구나 주변 공기를 데우는 데 에너지를 낭비하지 않습니다. 웨이퍼에 직접 에너지가 전달됩니다.
0.7~2.5μm 범위의 파장을 사용함으로써 열 지연 현상을 없앨 수 있습니다. 그 결과, 가동 시간도 줄어듭니다. 또한 도구가 오랫동안 높은 온도에 노출되지 않으므로, 웨이퍼당 필요한 에너지도 크게 줄어듭니다. 매우 효율적인 방식입니다.
장비와 그에 따른 타협점들
이러한 용도에 적합한 열량을 얻으려면 고출력의 석영 램프를 사용해야 합니다. 이는 일반적인 전구와는 다릅니다. 극심한 열로 인해 필라멘트가 녹지 않도록 할로겐이 들어간 튜브를 사용합니다.
또한 정밀한 제어 장치와 함께 사용하여 목표 온도를 초과하지 않도록 합니다. 하지만 문제점도 있습니다. 작은 공간에 2kW 이상의 에너지를 투입하면 금방 과열됩니다.
따라서 냉각 시스템도 정확해야 합니다. 열을 효과적으로 제거하지 못하면 전자부품들이 손상될 수 있습니다. 이건 균형을 맞추는 문제입니다.
“친환경 공장” 실현하기
가장 좋은 점은, 기존의 저항식 가열기를 단파 적외선 배열로 대체하면 즉시 전력을 사용할 수 있다는 것입니다. 더 이상 긴 예열 과정에 에너지를 낭비할 필요가 없습니다.
이 장비들은 기존 설비에 그대로 설치할 수 있습니다. 바닥을 파거나 새로운 철제 구조물을 구입할 필요가 없습니다. 그냥 기존 공간에 설치하기만 하면 됩니다.
탄소 발자국을 줄이는 것은 마법의 부품을 찾는 것이 아닙니다. 도구가 아무런 작업도 하지 않을 때 에너지 낭비를 막는 것입니다. 단파 적외선을 사용하면 밀리초 단위로 전력을 제어할 수 있습니다. 실제로 작업할 때만 에너지를 사용하면 됩니다. 그렇게 간단합니다.