반도체 제조 공장에서의 탄소 배출 감소: 왜 적외선 가열이 효과적인가?
만약 반도체 제조 공장에서 진정으로 탄소 중립을 달성하고 싶다면, 에너지 낭비를 막아야 합니다.
예전식 대류식 오븐이나 저항식 히터들을 생각해보세요. 이러한 장치들은 사실상 방 전체를 따뜻하게 하는 역할만 합니다. 열이 곳곳으로 누수되기 때문에, 청정실이 사우나처럼 변하지 않도록 HVAC 시스템이 더욱 열심히 작동해야 합니다. 이는 악순환입니다.
이 문제를 해결하기 위해 적외선 가열 방식을 사용합니다. 공기를 가열하는 대신, 웨이퍼 자체를 직접 가열하는 것입니다.
공기를 가열하는 것을 그만두세요
적외선 램프의 특징은 전자파를 사용한다는 점입니다. 따라서 챔버의 벽이나 주변 공기를 가열할 필요가 없습니다. 에너지는 바로 웨이퍼나 기판 속으로 들어갑니다.
속도도 매우 빠릅니다. 몇 분이 걸리던 준비 시간을 몇 초로 줄일 수 있습니다. 준비 시간을 줄이면, 한 롤당 발생하는 전력 비용도 크게 줄어듭니다.
열 부하에 관한 세부 사항
단파 적외선 램프는 엄청난 에너지를 가지고 있기 때문에, 큰 공간이 필요하지 않습니다. 웅장한 형태의 히팅 장치를 사용할 필요도 없으며, 집중된 광선을 사용하면 됩니다. 따라서 반응 속도도 매우 빠릅니다.
이 방식은 매우 정확한 가열이 필요한 경우에 아주 적합합니다. 하지만 파워 밀도에는 주의해야 합니다. 너무 높은 전력을 사용하면 웨이퍼에 과열된 부분이 생길 수 있습니다. 그래서 PID 컨트롤러를 조절하여 원하는 온도를 정확히 맞추는 것이 중요합니다.
실제 환경에서의 활용
아무도 유지보수가 어려운 시스템을 원하지 않습니다. 그래서 우리는 빠르게 교체할 수 있는 시스템을 만듭니다. 석영 커버와 표준 커넥터를 사용하기 때문에, 램프가 고장나면 그냥 교체하기만 하면 됩니다. 전체 시스템을 다시 조정할 필요가 없습니다.
솔직히 말해서, 적외선은 모든 공정에 효과적인 해결책은 아닙니다. 챔버의 구조를 재고해야 합니다. 부품의 형태가 이상하다면, 일부 부분에는 열이 전혀 가해지지 않을 수 있습니다. 따라서 램프 배열을 잘 설계하여 전체 표면에 골고루 열이 가해지도록 해야 합니다.