방 전체를 가열하는 것을 그만두세요: 진공 챔버를 더 효율적으로 관리하는 방법
반제품 생산 과정에서 탄소 배출량을 줄이고 싶다면, 비효율적인 저항식 히터에 의존하는 것을 그만두어야 합니다. 이러한 히터들은 에너지 낭비가 심합니다.
우리는 더 나은 방법을 찾았습니다. 바로 진공 환경에 적합한 적외선 히터 시스템입니다. 챔버 전체를 가열하는 대신, 열을 정확하게 웨이퍼나 기판에 집중시킬 수 있습니다. 이렇게 하면 에너지를 절약할 수 있으며, 온도를 빠르게 올릴 수 있습니다.
진공 환경에서의 열 문제
진공 환경에서는 대류가 전혀 일어나지 않습니다. 따라서 모든 열 전달은 복사에 의존해야 합니다.
우리는 파장이 짧은 적외선 램프를 사용합니다. 왜일까요? 에너지가 챔버 벽에 흡수되는 대신, 목표물에 직접 닿도록 하기 위해서입니다. 스펙트럼 출력을 조절함으로써 열을 웨이퍼 표면에 집중시킬 수 있습니다. 이는 간단한 조정일 뿐이지만, 매주 소모되는 전력량을 크게 줄일 수 있습니다.
하드웨어와 관련된 문제들
이러한 용도로는 고출력 밀도를 가진 석영 램프를 사용합니다. 높은 전압을 사용함으로써 얇은 필라멘트를 통해 더 많은 전력을 공급할 수 있습니다. 이렇게 하면 히터의 크기를 줄일 수 있습니다.
하지만 주의해야 할 점이 있습니다. 만약 2000W의 전력을 작은 공간에 집중시킨다면, 냉각 시스템이 그에 맞게 작동해야 합니다. 반사된 열을 제대로 처리해야 하기 때문입니다. 만약 냉각 시스템이 제대로 작동하지 않으면, 램프가 손상되거나 부품들이 변형될 수 있습니다. 정말 좋지 않은 상황입니다.
공장에서의 적용 방법
적외선 히터를 사용하면 기존의 오븐에서 발생하는 긴 가동 준비 시간을 없앨 수 있습니다. 이 램프들은 몇 초 만에 작동 온도에 도달합니다. 웨이퍼당 소비되는 전력도 즉시 줄어듭니다.
기존의 PLC에 이 램프들을 연결하는 것도 비교적 간단합니다. 단, 전원 공급 장치가 초기 전류를 충분히 견딜 수 있는지 확인해야 합니다.
“친환경 공장”을 지향하는 엔지니어들에게 있어서 중요한 것은 단순히 부품을 교체하는 것이 아니라, 가열해야 하는 물질의 양을 줄이는 것입니다. 가열해야 하는 물질이 적어지면 공기 중의 탄소도 줄어듭니다. 그렇게 간단한 원리입니다.