클린룸에서의 탄소 감축: 왜 적외선이 최선의 방법인가
대부분의 반도체 가열 시스템은 여전히 대류 방식에 의존하고 있습니다. 기본적으로는 웨이퍼를 따뜻하게 하기 위해 거대한 공기 주머니를 가열하는 것입니다. 이 방식은 매우 느리고, 에너지 낭비가 심합니다. 솔직히 말해서, “친환경적인 공장”을 만들려는 목표라면 이 방식은 이미 구식입니다.
그래서 우리는 적외선을 이용한 가열 방식으로 전환하고 있습니다.
비결은 에너지가 어떻게 전달되는지에 있습니다.
대류 방식에서는 공기가 천천히 움직이므로 시간이 오래 걸립니다. 반면 적외선 방식에서는 에너지가 전자기파 형태로 전달되어 직접 기판으로 들어갑니다. 그러므로 몇 개의 웨이퍼만 처리하기 위해 클린룸의 모든 공간을 가열할 필요가 없습니다.
우리는 단파 적외선 발진기를 사용하여 빠르게 온도를 높입니다. 온도 상승이 빠르기 때문에 전체 처리 과정도 더 빨리 끝납니다. 기계가 더 적은 시간 동안만 작동하면, 자연스럽게 탄소 배출량도 줄어듭니다.
하지만 그냥 램프를 오븐에 넣는 것만으로는 안 됩니다.
클린룸은 매우 까다롭습니다. 깨끗한 환경을 유지하고 가스가 밖으로 나오는 것을 방지하기 위해 고순도 석영관을 사용합니다. 또한 램프를 좁은 공간에 설치하면서도 냉각 효과를 해치지 않도록 신중하게 설계해야 합니다.
또한 ‘적당한 온도’ 문제도 있습니다. 효율적으로 작동하려면 충분한 열이 필요하지만, 한 점에 너무 많은 에너지가 집중되면 웨이퍼가 변형되거나 열충격이 발생할 수 있습니다. 그래서 우리는 사용하는 재료에 맞게 파장을 정밀하게 조절해야 합니다.
문제점은 냉각입니다.
고출력 적외선 시스템은 엄청난 양의 열을 발생시킵니다. 속도 면에서는 좋지만, 설비의 냉각 시스템에 큰 부담을 줍니다. 만약 열교환기가 제대로 작동하지 않으면, 방의 온도가 변동될 수 있습니다.
또한 PID 제어기도 정확하게 설정되어 있어야 합니다. 제대로 설정되지 않으면 목표 온도를 초과하게 되고, 이는 누구도 원하지 않는 문제입니다.
결국, 적외선 방식으로 전환하는 것은 지연 시간을 줄이는 것입니다. 공기에 의존하지 않고 열을 전달할 수 있으면, 진정한 에너지 절약 효과가 나타납니다.