반제품의 탄소 배출을 줄이는 방법: 왜 진공 IR 히터가 효과적인가요?
먼저 열 관리에 대해 이야기해보겠습니다. 반도체 공장에서는 열 관리가 매우 중요합니다. 하지만 여전히 기존의 저항식 가열 방식을 사용한다면, 단 하나의 웨이퍼를 적절한 온도로 만들기 위해 전체 챔버를 가열해야 합니다. 이는 엄청난 에너지 낭비이며, 공장의 탄소 배출량이 높은 주된 원인이 됩니다.
우리는 더 좋은 방법을 찾아냈습니다. 바로 진공 환경에서도 사용할 수 있는 적외선 히터입니다. 전체 공간을 가열하는 대신, 열을 웨이퍼에 직접 가하게 됩니다.
열을 가하는 원리
진공 상태에서는 대류가 일어나지 않습니다. 따라서 복사와 전도만이 에너지 전달의 수단이 됩니다. 우리는 단파 적외선 램프를 사용하여, 챔버 벽을 가열시키지 않고도 직접 기판을 가열합니다. 이렇게 하면 훨씬 더 효율적입니다. 에너지가 정확하게 필요한 곳으로 전달되기 때문에, 작동 시간도 크게 줄어듭니다.
더 빠른 처리 속도, 더 적은 전력 소모. 그게 전부입니다.
일반적인 전구는 안 됩니다
그냥 일반적인 전구를 사용할 수는 없습니다. 그렇게 하면 문제가 생깁니다. 우리는 고순도의 석영 소재를 사용합니다. 왜냐하면 저가형 히터에서 발생하는 오염물질이 웨이퍼를 망가뜨릴 수 있기 때문입니다. 또한, PID 제어기를 함께 사용하여 목표 온도를 넘지 않도록 합니다. 한 가지 팁: 램프의 전력을 너무 높이 설정하고 램프 끝부분에 쿨링 장치가 없다면, 필라멘트가 예상보다 훨씬 빨리 손상될 것입니다.
속도와 스트레스 사이의 균형
가장 좋은 점은 ‘열적 관성’을 제거할 수 있다는 것입니다. 더 이상 거대한 금속 덩어리가 가열될 때까지 기다릴 필요가 없습니다. 이로 인해 공정 속도가 빨라지고 탄소 배출량도 줄어듭니다. 하지만 주의해야 할 점이 있습니다. 전력 밀도를 조절해야 합니다. 너무 높은 전력을 너무 빠르게 공급하면 온도梯度가 너무 커져서 웨이퍼가 변형될 수 있습니다. 따라서 램프 간의 거리와 전력 분포를 적절히 조절해야 합니다. 이렇게 하면 빠르면서도 안정적인 시스템을 얻을 수 있습니다.