적외선을 이용한 클린룸의 탄소 배출 감소
반도체 공장에서 일해본 사람이라면, 전통적인 대류식 오븐의 단점을 잘 알고 있을 것입니다. 이러한 오븐들은 에너지를 엄청나게 많이 소비합니다. 왜냐하면 웨이퍼가 실제로 가열되기 전에도 오븐 내부의 공기를 미리 가열해야 하기 때문입니다. 이는 명백한 낭비입니다.
우리는 더 나은 방법을 찾아냈습니다. 공기를 가열하는 대신, 적외선을 이용해 웨이퍼나 기판을 직접 가열합니다. 이는 간단한 변화일 뿐이지만, 에너지 소비를 크게 줄이고 시설의 탄소 발자국도 현저히 줄여줍니다.
실제 작동 원리
추운 날에 햇볕 아래에 선 것을 생각해보세요. 주변 공기가 따뜻해질 때까지 기다리지 않고, 피부로 바로 열을 느낄 수 있습니다. 적외선 히터도 마찬가지입니다. 전자기파를 이용해 에너지를 직접 목표물에 전달하기 때문에, 더 이상 “온도 상승” 시간을 기다릴 필요가 없습니다. 에너지가 직접 목표물에 도달하기 때문에, 한 번의 처리 과정에서 필요한 전력량도 훨씬 줄어듭니다. 전력이 적으면 배출량도 줄어듭니다.
클린룸의 현실
물론, 클린룸에 그냥 히터를 설치할 수는 없습니다. 가스나 미세먼지가 문제가 됩니다. 모든 것을 고순도 석영으로 감싸서 오염물질이 처리 구역에 들어오지 않도록 합니다. 이러한 시스템은 보통 큰 기판을 다루기 때문에, 고전압을 사용하여 열을 집중시킵니다.
한 가지 팁은 파장을 정확하게 설정하는 것입니다. 단파, 중파, 장파 중 어떤 것을 사용할지는 사용하는 재료에 따라 달라집니다. 단파 적외선은 기판 깊숙이 침투하여 건조 과정을 훨씬 빠르게 진행시킵니다.
단점들
물론 적외선도 완벽한 해결책은 아닙니다. 가열 요소에서는 에너지를 절약할 수 있지만, 고밀도의 히터는 극심한 열을 발생시킵니다. 만약 케이스와 냉각 시스템이 제대로 작동하지 않으면, 열로 인해 문제가 생길 수 있습니다. 냉각이 부족하면 센서의 데이터가 왜곡될 수 있으며, 이는 큰 문제가 됩니다.
비결은 구역 분할에 있습니다. 오븐을 여러 개의 독립된 적외선 구역으로 나누면, 필요 없는 곳에 열이 가해지는 것을 방지할 수 있습니다. 이렇게 하면 정말로 필요한 곳과 시간에만 에너지를 사용함으로써 탄소 배출을 줄일 수 있습니다.