공장 내 이산화탄소 배출을 줄이는 방법: 왜 진공 적외선이 최선의 해결책인가?
만약 우리가 공장에서 이산화탄소 중립 목표를 실현하고 싶다면, 에너지 낭비를 막아야 합니다. 기존의 저항식 가열 방식은 마치 한 사람을 따뜻하게 해주기 위해 온 집안을 데우려는 것과 같습니다. 즉, 전체 챔버의 공간을 데우는 것이며, 그중 대부분은 사실 따뜻해질 필요조차 없습니다.
그래서 우리는 진공 환경에 적합한 적외선 히터를 사용하기로 했습니다. 공기를 데우는 대신, 열을 웨이퍼에 직접 전달합니다. 이를 통해 불필요한 에너지 소모를 줄이고, 장시간이 걸리는 가동 시간도 단축됩니다. 이것이 바로 ‘친환경적인’ 공장을 운영하는 더 효율적인 방법입니다.
물리학적 원리
진공 상태에서는 공기가 없어서 열이 이동할 수 없습니다. 따라서 오직 복사에 의존해야 합니다. 우리는 이 적외선 시스템을 짧은 파장의 복사를 내도록 조정했습니다. 이렇게 하면 에너지를 낭비하지 않고도 기판까지 열을 전달할 수 있습니다. 그 결과, 진공 펌프의 냉각 효과와 싸울 필요가 없습니다. 에너지를 필요한 곳에 집중시킬 수 있으며, 웨이퍼당 필요한 전력량도 줄어듭니다.
장비와 그에 따른 단점들
높은 순도의 석영과 특수한 필라멘트를 사용하여 열을 처리합니다. 하지만 문제가 있습니다. 고출력 램프를 좁은 진공 공간에 넣으면 열 밀도가 매우 높아집니다. 따라서 적절한 냉각 시스템이 필요합니다. 만약 물 냉각 시스템이 부족하거나 제대로 작동하지 않으면, 램프가 금방 고장날 수 있습니다. 밀봉 부위의 열應力도 주의해야 할 문제입니다.
작업 흐름에의 통합
가장 좋은 점은 이 장비들이 기존 장비를 그대로 대체할 수 있다는 것입니다. 표준 커넥터를 사용하기 때문에, 별도의 배선 작업을 할 필요가 없습니다. 속도의 차이가 크죠. 몇 시간씩 기다려야 했던 것이 몇 분으로 줄어듭니다. 이를 통해 에너지를 절약할 뿐만 아니라, 더 많은 웨이퍼를 처리할 수 있습니다. 물론, 과전류를 방지하기 위해서는 전력 제어 시스템이 조금 더 복잡해집니다. 하지만 단위당 이산화탄소 배출량을 생각해보면, 현대적인 업그레이드로서는 당연한 선택입니다.