반도체 제조공장에서의 탄소 감축: 왜 하우징이 중요한가?
현재 모든 반도체 제조공장들은 ‘넷-제로’ 목표를 달성하기 위해 엄청난 압력을 받고 있습니다. 이는 매우 큰 부담입니다. 가장 빠른 해결책 중 하나는 기존의 저항식 히터 대신 전문적인 적외선 시스템을 사용하는 것입니다.
하지만 문제는, 고성능 적외선 램프만으로는 충분하지 않다는 점입니다. 만약 램프가 설치된 스테인리스 스틸 하우징이 제대로 만들어지지 않았다면, 에너지가 낭비될 뿐입니다.
그저 램프를 고정하는 부품이 아닙니다
하우징을 단순히 램프를 고정하는 금속 부품으로 생각해서는 안 됩니다. 오히려 열을 관리하는 도구로서의 역할을 합니다.
클린룸 환경에서는 산화나 금속 조각들이 웨이퍼에 오염을 일으키는 것을 막아야 합니다. 게다가 열이 고르게 분산되지 않으면 웨이퍼가 변형될 수 있습니다. 이는 누구도 원하지 않는 상황입니다.
따라서 하우징의 형태를 잘 설계하여 적외선 복사열이 정확히 웨이퍼에 도달하도록 해야 합니다. 그러면 열이 원하는 곳에 머물며, 기계의 다른 부분으로 유출되는 것을 막을 수 있습니다.
반사율을 적절히 조절하면, 더 낮은 전력으로도 목표 온도에 도달할 수 있습니다. 더 적은 전력으로 같은 결과를 얻는 것입니다. 이렇게 해서 웨이퍼당 소비되는 킬로와트시를 줄일 수 있습니다.
타협점과 그 가치
스테인리스 스틸은 알루미늄만큼 빠르게 열을 전달하지는 않습니다.
이는 의도적인 선택입니다. 우리는 열이 기계의 프레임으로 퍼져나가는 것을 원하지 않습니다. 열이 웨이퍼에 집중되어야 합니다. 물론 처음에는 조금 더 오랜 시간이 걸리지만, 일단 적절한 온도에 도달하면 그 온도를 유지합니다.
이렇게 하면 안정적인 열 전달이 가능해집니다. 그 결과 PID 컨트롤러가 계속해서 올바른 온도를 찾으려고 하지 않아도 됩니다. 그냥 안정적인 상태를 유지할 수 있습니다.
친환경 지표를 위한 결론
적외선의 장점은, 방 전체를 가열하는 것이 아니라 특정 부분만을 가열한다는 점입니다. 그래서 기계 주변의 공기를 데우는 데 드는 에너지를 절약할 수 있습니다.
정밀하게 가공된 스테인리스 스틸 하우징과 단파 적외선 램프를 함께 사용하면, 가동 시간이 크게 단축됩니다. 그 결과 웨이퍼 처리 속도가 빨라집니다.
간단한 수학적 계산입니다. 전원을 켜는 시간이 줄어들면, 발생하는 탄소량도 줄어듭니다.