반도체 제조 공정에서의 탄소 배출 감소: 왜 적외선 가열이 효과적인가
솔직히 말해서, 반도체 제조는 엄청난 에너지를 소비하는 과정입니다. 클린룸에서 열 처리를 할 때 발생하는 에너지 비용은 상당하며, 탄소 배출량도 매우 많습니다.
대부분의 사람들은 전통적인 대류식 오븐이나 저항식 히터를 사용합니다. 하지만 더 좋은 방법이 있습니다. 바로 적외선 램프를 사용하는 것입니다.
기존의 가열 방식은 공기를 가열한 다음, 그 공기가 웨이퍼를 가열하기를 기다리는 방식입니다. 이는 매우 낭비적인 방식입니다. 결국, 작은 실리콘 조각을 적절한 온도로 만들기 위해 방 전체를 따뜻하게 해야 하고, 그 후에는 HVAC 시스템이 그 열을 식히기 위해 더욱 열심히 작동해야 합니다. 이는 돈을 낭비하는 행위입니다.
적외선 가열은 달라요. 전자기파를 이용해 직접 기판을 가열합니다. 중간 매개체가 없으며, 공기를 가열할 필요도 없습니다.
그 결과, 온도를 훨씬 빠르게 올릴 수 있습니다. 또한, 열이 천장으로 새어 나가는 것을 막고, 그 에너지를 정확히 필요한 곳에 사용할 수 있습니다.
물론, 그냥 가열 램프를 공장 안에 넣을 수는 없습니다. 입자들이 문제가 될 수 있기 때문입니다. 깨끗한 환경을 유지하기 위해 고순도 석영 커버를 사용합니다. 이렇게 하면 가스가 새어 나가는 것을 막고, 오염으로 인한 문제를 줄일 수 있습니다. 게다가, 이러한 램프들은 작은 크기에도 불구하고 강력한 가열 성능을 가지고 있습니다. 진공 챔버나 웨이퍼 처리 장비에도 쉽게 설치할 수 있습니다.
하지만 솔직히 말해서, 이것이 모든 경우에 효과적인 해결책은 아닙니다. 적외선 가열은 강력한 열을 발생시키므로, 매우 얇은 웨이퍼나 섬세한 재료를 다룰 때는 표면이 손상될 수 있습니다. 따라서 PID 컨트롤러와 센서를 정확하게 설정해야 합니다. 그렇지 않으면 기판이 손상될 수 있습니다.
그럼에도 불구하고, “친환경 공장”이라는 관점에서 보면 이 방법은 매우 효과적입니다. 거대한 강제 공기 순환식 히터에 의존하지 않아도 되기 때문입니다. 기존의 히터를 적외선 램프로 대체함으로써 스코프 2 배출량을 크게 줄일 수 있었습니다.
이건 매우 간단한 방법입니다. 탄소 배출 목표를 달성할 수 있으며, 에너지 비용도 절약됩니다. 게다가 생산 공정을 완전히 바꿀 필요도 없습니다.