공기를 가열하는 것을 그만두세요: 웨이퍼를 더 효율적으로 건조시키는 방법
우리는 반도체 공장에서 사용되던 기존의 저항식 히터들을 디지털 적외선 건조기로 대체하고 있습니다. 왜일까요? 단 하나의 웨이퍼를 건조시키기 위해 온전한 오븐 내부를 가열하는 것은 엄청난 에너지 낭비입니다. 마치 빵 한 조각을 굽기 위해 집 전체를 가열하는 것과 같죠.
에너지를 정확한 곳에 집중시키기
대부분의 대류식 오븐들은 공기를 가열하는 데 너무 많은 시간을 소비합니다. 하지만 우리의 적외선 시스템은 그런 문제를 해결합니다. 이 시스템은 단파 복사를 이용해 에너지를 직접 웨이퍼에 전달합니다.
우리는 PID 기반의 디지털 컨트롤러를 사용하여 실시간으로 전력을 조절합니다. 이를 통해 아날로그 장비에서 발생하는 “온도 상승” 문제를 해결할 수 있습니다. 공기를 가열하는 대신 웨이퍼 자체를 직접 가열함으로써, 온도 상승 시간이 줄어듭니다. 그 결과 탄소 배출량도 줄어듭니다.
제어 회로의 세부 사항
여기서는 연결 부위가 반드시 견고해야 합니다. 고주파 스위칭이 필요하기 때문입니다.
열전대의 신호를 모니터링하여 밀리초 단위로 램프의 출력을 조절해야 합니다. 만약 컨트롤러가 지연된다면 문제가 생깁니다. 웨이퍼가 타버리거나 수분이 남을 수 있으며, 이는 좋은 결과가 아닙니다. 원활한 작동을 위해 보통 SCRs를 함께 사용합니다. 이를 통해 전력 공급이 안정적으로 유지됩니다.
열 관리의 어려움
문제는 고밀도 적외선 배열이 매우 뜨거워진다는 것입니다.
건조 과정에서 에너지를 절약할 수는 있지만, 주변의 전자기기가 손상되지 않도록 냉각 팬들이 과도하게 돌아가야 합니다. 만약 배기 시스템을 제대로 갖추지 않으면 주변의 열로 인해 센서가 오작동하여 전체 시스템이 멈출 수 있습니다. 이는 타협점이지만, 미리 계획한다면 쉽게 해결할 수 있습니다.
공장에 미치는 영향
결국, 중요한 것은 웨이퍼당 소비되는 에너지 양입니다.
우리는 느리고 에너지 소모가 많은 공정을 빠르고 효율적인 공정으로 바꾸고 있습니다. 클린룸의 탄소 배출을 줄이고 싶은 사람들에게 이는 가장 효과적인 방법입니다. 웨이퍼 처리 속도가 빨라지고, 전력 비용도 줄어듭니다. 이는 윈-윈 상황입니다.