팹 내의 탄소 배출 감소: 왜 단파 적외선이 더 효과적인 가열 방법인가?
솔직히 말해서, 반도체 공장에서 탄소 중립을 달성하는 것은 매우 어려운 일입니다. 문제의 핵심은 바로 열을 어떻게 처리하느냐 하는 점입니다. 오랫동안 우리는 저항식 가열 방식을 사용해왔지만, 이 방식은 비효율적입니다. 웨이퍼 주변의 공기를 가열하는 데에 엄청난 에너지가 소모됩니다.
그래서 우리는 단파 적외선 램프 시스템을 사용하고 있습니다. 이 램프들은 주변 모든 곳을 따뜻하게 하는 대신, 열을 정확히 웨이퍼 표면에 집중시킵니다. 이는 직접적인 가열 방식이므로, 공정 온도에 도달하는 데 걸리는 시간이 줄어듭니다. 또한, 방 안의 다른 부분을 가열할 필요도 없습니다.
에너지 사용에 관한 세부 사항
이러한 시스템을 설치할 때 목표는 속도입니다. 공정 시작 및 종료 과정이 가능한 한 빠르게 이루어져야 합니다.
우리는 고출력 석영 램프를 사용합니다. 이 램프들은 전체 장비가 오븐처럼 되는 것을 막으면서도 엄청난 양의 열을 발생시킬 수 있습니다. 그래서 열이 실제로 반응이 일어나는 곳에 정확히 전달됩니다. 직접적인 방사 형태이므로 에너지 전달도 즉각적입니다.
하지만 한 가지 단점이 있습니다. 더 많은 웨이퍼를 처리하기 위해 램프의 출력을 최대로 높이면, 온도가 너무 높아집니다. 이는 진공 상태를 유지하는 부품들과 냉각 시스템에 큰 부담을 줍니다. 냉각수의 흐름을 제대로 조절하지 않으면 밀봉 실패가 발생할 수 있습니다. 이는 반드시 고려해야 할 문제입니다.
석영과 “맞춤형” 코팅 기술
우리는 할로겐이 함유된 석영관을 사용합니다. 이 관들은 더 오랫동안 사용될 수 있으며 안정적입니다. 석영은 단파 적외선이 그대로 통과할 수 있도록 해주므로 훌륭한 재료입니다.
하지만 여기에도 교묘한 점이 있습니다. 제조하는 반도체의 종류에 따라, 우리는 관에 특수 코팅을 적용합니다. 이를 통해 방출되는 에너지 스펙트럼을 조절하여 해당 반도체 재료가 에너지를 흡수할 수 있도록 합니다. 마치 라디오의 주파수를 조절하는 것과 같습니다. 주파수가 맞으면 재료는 에너지를 반사하는 대신 흡수합니다. 반사가 줄어들면 낭비되는 전력도 줄어듭니다. 게다가 표준 커넥터를 사용하므로 기존 설비에 그대로 연결할 수 있습니다. 전체 시스템을 재구축할 필요가 없습니다.
실제적인 효과
적외선을 사용하면 지구와 예산 면에서도 이점이 있습니다. 웨이퍼가 공장을 떠난 후에도 계속 뜨거워지는 거대한 가열 장치를 사용할 필요가 없습니다. 따라서 시스템을 통과하는 모든 웨이퍼에 대해 에너지를 절약할 수 있습니다.
이는 “친환경 공장”을 실현하기 위한 효과적인 방법입니다. 공정 속도를 늦추거나 비용을 증가시키지 않고도 탄소 배출을 줄일 수 있습니다. 정말 효과적인 방법입니다.