공기를 가열하는 것을 그만두자: 웨이퍼를 처리하는 더 스마트한 방법
만약 우리가 공장에서 탄소 중립 목표를 달성하고 싶다면, 이제는 구식의 저항식 오븐에 의존하는 것을 그만둬야 합니다. 그런 오븐들은 에너지 소비가 엄청납니다. 대신, 우리는 정밀한 적외선 가열 방식을 사용하고 있습니다.
원리는 간단합니다. 웨이퍼 자체만 뜨거워지면 되는데, 굳이 진공 챔버나 웨이퍼 주변의 공기까지 가열할 필요가 있을까요? 우리는 적외선 센서와 램프를 사용해 열을 정확한 위치에 전달합니다. 더 이상 불필요한 곳에 에너지를 낭비할 필요가 없습니다.
실제 작동 방식
일반적인 가열 방식은 대류를 이용합니다. 이 방식은 느리고 비효율적이며, 많은 에너지가 소모됩니다. 반면 적외선 가열 방식은 전자기파를 이용해 에너지를 전달합니다. 실리콘이 흡수하는 에너지에 맞춰 램프의 출력을 조절함으로써, 열이 직접 기판 안으로 들어갑니다. 이 방식은 매우 빠릅니다. 그래서 웨이퍼당 필요한 전력량도 크게 줄어듭니다.
온도 조절
그냥 열을 가하는 것만으로는 안 됩니다. 온도를 철저히 조절해야 합니다. 우리는 고속 적외선 센서를 사용해 웨이퍼 표면을 실시간으로 모니터링합니다. 이 센서들은 PID 제어 장치와 연동되어 램프의 출력을 즉시 조절합니다. 만약 특정 부위가 과도하게 달아오르면, 시스템은 즉시 전력 공급을 중단합니다. 이렇게 하면 웨이퍼가 버려지는 것을 막을 수 있으며, 전력 비용도 줄어듭니다.
단점
하지만 고밀도 적외선 램프를 사용하면 장비에 상당한 열 스트레스가 가해집니다. 물론 웨이퍼는 빠르게 뜨거워지지만, 주변 장비들도 큰 영향을 받습니다. 따라서 충분히 강력한 냉각 시스템이 필요합니다. 만약 냉각 시스템이 약하다면, 에너지를 절약하는 대신 장비가 고장날 수 있습니다.
실제 효과
구식 가열 방식을 적외선 가열 방식으로 바꾸면, 치료 및 소결 과정이 훨씬 효율적으로 진행됩니다. 많은 경우, 이는 매우 간단한 교체 작업입니다.
우리는 명확한 패턴을 발견했습니다. 적외선 센서의 성능이 좋을수록 전력 소비도 줄어듭니다. 이는 윈-윈 상황입니다. 낭비가 줄어들고, 불량 웨이퍼도 줄어들며, 탄소 배출량도 현저히 감소합니다.