반도체 제조 과정에서의 탄소 배출 감소: 적외선 가열의 효과
반도체를 생산하는 데에는 많은 열이 필요하며, 정밀한 제어도 요구됩니다. 하지만 여전히 기존의 저항식 가열 방식을 사용한다면, 결국 웨이퍼 자체가 아닌 방 안의 공기를 데우는 데 비용이 드는 셈입니다. 이 방식은 속도가 느리고 에너지 낭비가 심할 뿐만 아니라, 에너지 비용도 많이 듭니다.
이때 바로 단파 적외선 램프가 유용합니다. 이 램프들은 주변 환경 전체를 따뜻하게 하는 대신, 열을 직접 웨이퍼에 집중시킵니다. 즉, 효과적인 가열이 가능한 것입니다.
왜 단파인가?
천천히 익히는 방식과 급속히 익히는 방식의 차이라고 생각하면 됩니다. 단파 방출기는 더 높은 온도를 내며, 더 작은 공간에 더 많은 에너지를 집중시킬 수 있습니다. 그 결과, 목표 온도에 도달하는 데 걸리는 시간이 훨씬 줄어듭니다. 열이 웨이퍼에 전달되기까지 오랜 시간을 기다릴 필요가 없습니다. 정말 빠릅니다. 그렇기 때문에 각 웨이퍼당 필요한 전력량도 훨씬 줄어듭니다.
문제점: 하드웨어
물론, 이건 그냥 “플러그를 꽂으면 바로 사용 가능한” 장치는 아닙니다. 이렇게 많은 에너지를 한곳에 집중시키다 보면, 장비가 과열될 수 있습니다. 웨이퍼뿐만 아니라, 램프 주변의 열도 문제가 됩니다.
따라서 냉각 시스템을 잘 관리해야 합니다. 램프 주변에 쌓이는 열을 제대로 관리하지 않으면, 장비가 너무 빨리 손상될 수 있습니다. 우리의 경험상, 이러한 램프와 PID 제어장치를 함께 사용하는 것이 장비의 안정성을 유지하고 웨이퍼가 과열되는 것을 막는 유일한 방법입니다.
진정한 ‘친환경’ 생산
“친환경 공장”이라는 말은 마치 기업의 슬로건처럼 들릴 수 있지만, 실제로는 불필요한 요소를 줄이는 것을 의미합니다. 적외선을 사용하면, 거대한 예비 가열 오븐을 사용할 필요가 없습니다. 부품이 위치에 잡히는 순간에만 열을 가하기 때문입니다. 더 이상 에너지를 낭비할 필요가 없습니다.
하지만 한 가지 단점이 있습니다. 전력 공급 장치의 비용이 더 많이 들고, 석영관을 깨끗하게 유지해야 합니다. 석영관이 더러워지면 효율성이 떨어지고, 에너지 절약 효과도 사라집니다. 석영관을 깨끗하게 유지하면, 시스템이 모든 일을 대신 해줍니다.