반도체 공장에서의 탄소 배출 감소: 웨이퍼를 더 효율적으로 가열하는 방법
만약 반도체 공장에서 실제로 탄소 중립을 달성하고자 한다면, 웨이퍼를 가열하고 경화시키는 데 낭비되는 에너지를 줄여야 합니다.
대부분의 일반적인 저항식 히터들은 열을 여기저기로 새어나가게 하여, 사실 필요한 것은 웨이퍼만 따뜻해지는 것인데도 온실 전체가 따뜻해집니다. 이는 에너지의 낭비입니다.
그래서 우리는 단파 적외선 램프를 사용합니다. 이 램프들은 공기를 가열하는 대신 웨이퍼 표면에 직접 열을 전달합니다. 이 방식은 프로세스에 필요한 온도에 도달하는 데 더 빠르고 효율적입니다.
실제 작동 원리
단파 적외선은 광자를 웨이퍼의 표면층에 직접 전달합니다. 그러므로 온실 전체가 따뜻해질 때까지 기다릴 필요가 없습니다. 열 지연도 없습니다. 오직 직접적인 열만이 전달됩니다.
칩 주변의 빈 공간을 가열하지 않으면, 칩당 소모되는 에너지도 줄어듭니다. 이는 간단한 변화처럼 보이지만, 실제로 “친환경 공장”을 구현하는 데 매우 중요한 요소입니다.
균형을 맞추는 방법
하지만 문제가 있습니다. 빠른 온도 상승을 위해서는 고출력의 석영 램프가 필요합니다. 하지만 그런 강력한 에너지는 석영에 큰 부담을 줍니다.
램프를 최대한 사용하다 보면 금방 고장날 수 있습니다. 그러므로 에너지의 강도와 하드웨어의 수명 사이에서 적절한 균형을 찾아야 합니다. 우리는 일반적으로 단계적인 전력 조절 방식을 권장합니다. 이렇게 하면 열이 안정적으로 유지되면서도 램프가 몇 주마다 고장나는 것을 방지할 수 있습니다.
설치 방법
가장 좋은 점은, 이러한 장비들이 복잡한 설치가 필요하지 않다는 것입니다. 기존의 가열 장치가 있던 자리에 그대로 설치됩니다.
우리는 정밀한 반사기를 사용하여 열이 웨이퍼에만 집중되도록 합니다. 그렇게 하면 방의 나머지 부분은 시원하게 유지됩니다. 방이 시원하면 HVAC 및 냉각 시스템도 과부하를 겪지 않고 시설이 과열되는 것을 막을 수 있습니다.
이렇게 하면 히터에서도 에너지를 절약할 수 있으며, 시설 전체적으로도 에너지를 절약할 수 있습니다. 이는 매우 합리적인 방법입니다.