팹 내의 탄소 배출을 줄이기 위해: 왜 적외선 경화 방식이 효과적인가
솔직히 말해서, 반도체 팹은 엄청난 양의 에너지를 소비하는 곳입니다. 그 에너지가 어디로 가는지 살펴보면, 상당 부분이 열처리 과정에 사용됩니다.
오랫동안 사용되어 온 방법은 거대한 대류식 오븐을 이용하는 것이었습니다. 하지만 문제는, 웨이퍼를 적절한 온도로 만들기 위해 공기와 오븐 벽을 가열하는 데 너무 많은 에너지가 낭비된다는 점입니다. 이는 매우 낭비적인 방법입니다.
그래서 우리는 인증된 적외선 경화 램프를 사용합니다. 이 램프는 방 전체를 가열하는 대신, 웨이퍼나 포토레지스트에 직접 열을 가합니다. 이는 훨씬 효율적인 방식입니다.
에너지 절약의 원리
일반적인 오븐을 생각해보세요. 오븐은 반응 속도가 매우 느립니다. 엄청난 양의 공기를 가열해야 하고, 매초마다 열이 손실됩니다.
반면, 적외선 시스템은 단파 복사를 사용합니다. 열이 기판에 거의 즉시 전달됩니다. 기다릴 필요가 없습니다. 반응 속도가 빠르기 때문에 처리 시간도 줄어듭니다. 그 결과, 기계들이 몇 시간 동안 계속 작동할 필요가 없습니다.
또한, 이 램프들은 고출력 밀도를 가지고 있습니다. 에너지를 좁은 범위에 집중시키기 때문에, 전체 가열 장치의 크기도 줄어듭니다. 그리고 엄청난 양의 폐열이 발생하지 않으므로, HVAC 시스템도 그다지 많은 에너지를 사용할 필요가 없습니다.
실제 적용 및 주의해야 할 사항
이러한 램프들은 클린룸용으로 특별히 설계됩니다. 따라서 가스가 배출되거나 입자가 생성되지 않습니다. 고순도 석영으로 만들어진 커버를 사용하는데, 오염으로 인해 작업이 방해받는 것을 원치 않기 때문입니다.
하지만 전기적인 측면에서는 주의해야 합니다. 이러한 고전력 램프들은 켜지는 순간 엄청난 양의 전력을 소비합니다. 만약 전기 패널이 이러한 급격한 전력 변동을 감당할 수 없다면, 계속해서 차단기가 작동할 것입니다.
또한, 단파 적외선은 매우 강력합니다. 컨베이어 벨트가 잠시 멈추기만 해도, 상황이 급격히 악화될 수 있습니다. 따라서 안전장치가 반드시 필요합니다. 컨베이어 벨트가 멈추는 순간, 전력이 즉시 차단되어야 합니다. 그렇지 않으면 웨이퍼가 타버릴 수 있습니다.
실제로 얻을 수 있는 혜택
결국, 적외선 경화 방식을 사용하면 웨이퍼당 소모되는 kWh가 줄어듭니다. 이는 탄소 발자국을 줄이는 간단한 방법입니다.
가장 좋은 점은, 이 방식이 기존의 경화 장비를 그대로 대체할 수 있다는 것입니다. 생산 라인을 전부 해체하고 처음부터 다시 시작할 필요가 없습니다.