반제품 생산 과정에서의 에너지 낭비 줄이기: 적외선 가열의 진실
만약 반도체 공장에서 탄소 중립 목표를 실현하고 싶다면, 열처리 과정에서 발생하는 엄청난 양의 에너지 낭비를 막아야 합니다. 오랫동안 사람들은 기존의 저항식 히터를 사용해왔습니다. 하지만 이러한 히터들은 효율이 매우 낮습니다.
우리는 진공 환경에 적합한 적외선 램프를 사용하고 있습니다. 전체 진공 챔버를 가열하는 대신, 이 램프들은 열을 웨이퍼에 직접 전달합니다. 아주 간단한 방식이죠.
진공 상태에서의 작동 원리
진공 상태에서는 대류가 일어나지 않기 때문에 물리적 현상도 달라집니다. 그래서 복사열만이 남게 됩니다. 우리는 단파 복사열을 방출할 수 있는 적외선 램프를 설계했습니다. 이 램프는 에너지를 낭비하지 않고 웨이퍼에 직접 열을 전달합니다. 그 결과, 전체 공정이 더 효율적으로 이루어집니다.
하지만 주의해야 할 점도 있습니다. 공기가 없어서 열이 퍼져나가지 못하기 때문에 램프 표면이 금방 뜨거워집니다. 깨끗한 환경을 유지하기 위해 고순도 석영 재질을 사용합니다. 저품질의 석영을 사용하면 가스가 배출되어 실리콘이 오염될 수 있습니다.
또한, 와트수도 매우 중요합니다. 공기가 없어서 웨이퍼가 여분의 열을 배출할 수 없습니다. 너무 많은 에너지를 사용하면 웨이퍼가 손상될 수 있습니다.
에너지 및 공간 절약
탄소 배출량을 줄이는 데 있어 가장 큰 장점은 가열 속도입니다. 저항식 히터는 가열하는 데 많은 시간이 걸립니다. 마치 오래된 오븐이 예열되기를 기다리는 것과 같습니다. 반면, 적외선 시스템은 몇 초 만에 목표 온도에 도달합니다. 그래서 불필요한 시간을 줄이고 실제로 부품을 처리하는 데 더 많은 시간을 할애할 수 있습니다.
게다가, 이러한 장비들은 전력 효율이 높으면서도 공간을 거의 차지하지 않습니다. 그래서 히터의 크기를 줄일 수 있으며, 클린룸 내 다른 장비들을 위한 공간도 확보할 수 있습니다.
단점도 있습니다. 고강도 적외선은 마법과 같은 해결책은 아닙니다. 이 방식은 배선과 전력 공급 시스템에 상당한 부담을 줍니다. 많은 전력을 진공 상태의 좁은 공간에 투입해야 하므로, 외부 냉각 시스템이 정확하게 작동해야 합니다. 만약 냉각 시스템에 문제가 생기면 램프는 즉시 고장날 것입니다. 열을 배출할 곳이 없기 때문입니다.