반도체 제조 공장에서 탄소 배출을 줄이는 방법: 왜 적외선 가열이 효과적인가
반도체 제조 공장에서 탄소 중립을 달성하려면, 건조 과정에 주목해야 합니다. 건조 과정은 많은 에너지를 소비하는 과정입니다. 기존의 대류식 오븐들은 뜨거운 공기를 사방으로 보내서, 단지 몇 개의 웨이퍼만을 건조시키는 데에도 전체 공간을 가열해야 합니다. 이는 에너지 낭비입니다.
우리는 더 나은 방법을 찾아냈습니다. 바로 목표 지향적인 적외선 가열입니다.
물리적 원리
공기를 가열하는 대신, 짧은 파장의 적외선 램프를 사용합니다. 에너지는 직접 웨이퍼 표면으로 전달됩니다. 중간에 간섭하는 요소가 없으며, 공간 전체가 가열되는 일도 없습니다.
적외선이 수분에 닿으면 수분은 순식간에 사라집니다. 공기가 적절한 온도에 도달할 때까지 기다릴 필요가 없으므로, 엄청난 양의 에너지를 절약할 수 있습니다. 또한, 기계가 유휴 상태일 때도 전력을 낭비하지 않습니다.
올바른 설정
그냥 전구를 교체하는 것으로는 충분하지 않습니다. 그건 초보자의 실수입니다.
와트수와 파장을 특정 기판에 맞게 조정해야 합니다. 만약 파장이 물 분자가 에너지를 흡수하는 방식과 맞지 않으면, 결국 기계의 금속 프레임만 가열될 뿐입니다. 그건 효율적인 방법이 아니며, 그저 히터와 같은 역할일 뿐입니다.
우리는 발광 재료를 조정하는 데 많은 시간을 듭니다. 목표는 간단합니다. 에너지가 오직 물 속으로만 들어가도록 하는 것입니다.
또한, 건조 시간이 짧을수록 램프가 소비하는 전력도 줄어듭니다. 우리는 웨이퍼당 소비되는 전력량을 추적합니다. 결국, 이것이야말로 실제로 탄소 배출량이 줄어들고 있다는 증거입니다.
실제 문제점
하지만 모든 것이 순탄한 것은 아닙니다.
고강도 적외선은 엄청난 양의 열을 발생시킵니다. 이는 처리 속도를 높이는 데는 유용하지만, 냉각 시스템에는 큰 부담이 됩니다. 만약 냉각수 시스템이 그러한 열을 감당할 수 없다면, 공정이 불안정해집니다.
따라서 에너지를 절약하는 것도 중요하지만, 추가적인 냉각 팬이나 펌프에도 비용이 듭니다.
우리는 순수한 에너지 절약 효과에만 관심이 있습니다. 전체적으로 소비되는 전력이 줄어든다면 성공한 것입니다. 그 외의 것들은 그저 잡음일 뿐입니다.