팹 내 탄소 배출량 줄이기: 왜 적외선 가열이 효과적인가?
반도체 제조 공장을 탄소 중립 상태로 만들고 싶다면, 더 이상 기존의 저항식 가열기에 의존해서는 안 됩니다. 그러한 가열기들은 너무 많은 에너지를 낭비합니다.
우리는 최근 웨이퍼 처리 장비에 적외선 가열기를 사용하고 있습니다. 그 이유는 간단합니다. 적외선은 웨이퍼 표면에 직접 작용하기 때문입니다. 웨이퍼를 따뜻하게 하기 위해 전체 챔버를 가열할 필요가 없으므로, 에너지를 훨씬 효율적으로 사용할 수 있습니다.
핵심은 속도입니다.
적외선 시스템은 단파 복사를 사용합니다. 공기가 따뜻해질 때까지 기다릴 필요가 없으며, 광자는 즉시 웨이퍼 표면에 도달합니다. 매우 빠른 속도입니다. 우리는 이러한 시스템을 설정하여 몇 초 안에 목표 온도에 도달하도록 합니다. 그렇게 하면 웨이퍼당 소비되는 전력량이 훨씬 줄어듭니다.
게다가, 기존의 오븐 대신 적외선 가열기를 사용하면 열량도 훨씬 적어집니다. 가열해야 할 금속의 양이 적어지므로, 온도를 일정하게 유지하는 데 드는 에너지도 줄어듭니다.
하지만 주의해야 할 점이 있습니다. 그냥 “설정해놓고 잊어버릴” 수는 없습니다.
친환경적인 목표를 달성하려면 온도가 과도하게 상승하지 않도록 해야 합니다. 그래서 우리는 장비 내부에 고감도 센서를 설치합니다. 이 센서들은 웨이퍼가 목표 온도에 도달하는 순간 즉시 전력 공급을 조절합니다. PID 설정이 제대로 되지 않으면 에너지를 낭비할 뿐만 아니라 웨이퍼가 변형될 위험도 있습니다. 누구도 그런 상황을 원하지 않습니다.
알아두어야 할 타협점입니다.
이러한 고출력 적외선 가열기는 생산 효율성에는 좋지만, 냉각 시스템에는 큰 부담을 줍니다. 그냥 기존 장비에 그냥 설치해서는 안 됩니다. 냉각 시스템이 충분히 강력해야 합니다. 그렇지 않으면 장비가 변형될 수도 있습니다.
“그린 팩토리” 프로젝트에서는 오래된 냉각 시스템 대신 최적화된 적외선 가열기를 사용할 때 가장 좋은 결과가 나타납니다. 이것이 바로 수율을 해치지 않으면서 탄소 발자국을 줄일 수 있는 가장 효과적인 방법입니다.