반도체 제조 과정에서의 탄소 배출 감소: 왜 적외선이 최선의 방법인가?
반도체를 제조하는 데에는 엄청난 양의 열이 필요합니다. 솔직히 말해서, 기존의 방식은 매우 낭비적입니다. 대부분의 공장들은 몇 개의 웨이퍼만 가열하기 위해 방 전체를 뜨겁게 만드는 거대한 가열 장치를 사용하고 있습니다. 마치 피자 한 조각을 데우기 위해 집 전체를 뜨겁게 만드는 것과 같죠.
우리는 더 나은 방법을 찾아냈습니다. 단파 적외선을 이용해 가열함으로써, 공기를 가열하는 데 드는 에너지를 줄이고 웨이퍼 자체를 직접 가열할 수 있습니다. 이 방식은 더 효율적이며, 기업의 탄소 중립 목표를 실현하는 데도 도움이 됩니다.
적외선의 특징
적외선의 장점은 주변의 공기 상태와는 상관없이 에너지를 직접 웨이퍼에 전달한다는 점입니다. 대류식 가열기는 주변 공기가 따뜻해질 때까지 기다려야 하지만, 적외선 램프는 에너지를 바로 웨이퍼에 전달합니다. 실리콘이나 갈륨 나이트라이드를 사용할 경우, 에너지 흡수가 거의 즉시 일어납니다. 그 결과, 가열 시간이 크게 줄어들고, 각 주기당 필요한 전력도 줄어듭니다.
하드웨어 측면의 고려사항
실제로는 고순도 석영관과 텅스텐 필라멘트가 사용되며, 필라멘트가 너무 빨리 손상되는 것을 방지하기 위해 할로겐 가스가 채워져 있습니다. 하지만 항상 타협점이 존재합니다. 극도로 높은 열 밀도를 얻으려면 램프를 더 자주 교체해야 합니다. 우리는 일반적으로 하드웨어가 과부하되지 않으면서도 공정에 필요한 충분한 전력을 공급할 수 있는 수준의 와트수를 추천합니다. 이렇게 하면 지속적인 유지보수의 번거로움을 줄일 수 있습니다.
친환경 공장에서의 활용
적외선 배열의 가장 큰 장점은 지역별로 가열을 조절할 수 있다는 것입니다. 사용하지 않는 램프는 끌 수 있으므로, 24시간 내내 에너지를 낭비하는 일이 없습니다. 빠른 반응 속도를 가진 PID 컨트롤러와 함께 사용하면 온도가 과도하게 상승하는 문제도 해결됩니다. 이를 통해 에너지를 절약할 뿐만 아니라, 웨이퍼가 손상되는 것도 막을 수 있습니다. 결국, 이는 더 효율적이고 스마트한 열 처리 방식입니다.