적외선 가열을 활용한 웨이퍼 가공 공정의 탄소 배출 감소
요즘은 “친환경 공장”에 대한 이야기가 많습니다. 이는 반도체 제조 공정에서 중요한 추세입니다. 탄소 발자국을 줄이는 가장 쉬운 방법 중 하나는 저항식 가열 대신 적외선 램프를 사용하는 것입니다.
그 이유는 다음과 같습니다.
저항식 가열기는 다소 비효율적입니다. 웨이퍼가 온도 변화를 느끼기도 전에 공정실의 벽 전체를 데우는 데 엄청난 에너지가 소모됩니다. 이는 낭비일 뿐입니다.
반면 적외선 램프는 다릅니다. 전자기파를 웨이퍼 표면으로 직접 보내기 때문에, 목표 온도에 도달하는 데 걸리는 시간이 훨씬 짧습니다. 이렇게 되면 공정 장비가 전력망에서 최대 출력을 오랫동안 사용할 필요가 없습니다.
또한, 과열 문제도 있습니다. 단파 적외선 램프를 사용하면 높은 열 밀도가 발생합니다. 이 덕분에 급속 열 처리(RTP)가 가능해집니다. 그러나 이로 인해 공정 장비의 다른 부품들이 과열될 수 있습니다. 따라서 특정 재료의 발광 특성을 정확히 파악할 수 있는 온도계를 사용해야 합니다.
게다가, 이러한 램프들은 영원히 사용될 수 없습니다. 세라믹 가열기보다 더 자주 교체해야 합니다. 이것이 바로 타협점입니다.
결국, 핵심은 “열 관성”입니다. 전체 기계를 가열하는 대신 웨이퍼만을 직접 가열함으로써 에너지 낭비를 줄일 수 있습니다. 이는 생산 속도를 늦추거나 생산 효율을 저하시키지 않으면서도 탄소 중립 목표를 달성할 수 있는 실용적인 방법입니다.