웨이퍼를 따뜻하게 유지하기: 왜 우리는 클린룸용 캐리어에 적외선을 사용하게 되었는가?
반도체 공장에서 일해본 사람이라면 그 어려움을 잘 알 것입니다. 웨이퍼나 부품들을 한 곳에서 다른 곳으로 옮길 때마다, 그것들이 너무 빨리 식어버리지 않도록 하는 것은 정말 힘든 일입니다.
이 문제를 해결하기 위해, 우리는 운반용 캐리어에 단파 적외선 가열등을 설치하기 시작했습니다.
핵심은 이렇습니다. 일반적인 가열기는 주변의 공기만을 따뜻하게 만듭니다. 하지만 적외선은 다릅니다. 에너지를 직접 목표물에 전달합니다. 물리적 원리는 간단하지만, 이 방식을 사용하면 필요한 에너지량을 크게 줄일 수 있습니다.
낭비를 줄이기
일반적인 저항식 가열기는 사실상 공간 난방기와 같습니다. 하나의 부품만 따뜻하게 만들기 위해 방 전체를 가열해야 합니다. 우리는 그런 방식을 원하지 않습니다.
적외선을 사용하면 오직 목표물만을 따뜻하게 할 수 있습니다. 그렇게 되면 한 번의 작동당 소비되는 전력량도 줄어듭니다.
게다가 이러한 가열등은 빠르게 열을 발생시킵니다. 한 시간 동안 기다려서 가열기가 적절한 온도에 도달하기를 기다릴 필요가 없습니다. 이로 인해 공장의 전력 부담도 줄어듭니다. 하지만 주의해야 할 점은, 적외선의 세기가 매우 강하기 때문에 PID 컨트롤러를 조심스럽게 조절해야 한다는 것입니다. 만약 설정값을 넘어서면 열충격이 발생할 수 있으며, 이는 결코 원하지 않는 상황입니다.
청결을 유지하기
공장에서는 아주 작은 먼지조차도 큰 문제가 됩니다.
우리는 가열등에 석영유리를 사용합니다. 왜냐하면 석영유리는 가스를 방출하지도 않고 입자도 나오지 않기 때문입니다. 또한 열이 낭비되지 않도록 스테인리스 스틸 반사판으로 감싸줍니다. 이렇게 하면 모든 광자가 목표물 쪽으로 전달되어 클린룸 내부로 새어 나가는 것을 막을 수 있습니다.
전기적인 측면에서는 내구성이 뛰어난 커넥터를 사용합니다. 이 캐리어들은 자주 움직이기 때문에, 느슨한 선으로 인해 전류가 불규칙해지거나 필라멘트가 손상되는 일이 있으면 안 됩니다.
“친환경” 측면
우리는 “친환경 공장”에 대해 많이 이야기하지만, 실제로 이러한 기술이 바로 그 목적을 실현해줍니다.
시스템이 실제로 열이 필요할 때만 전력을 소비한다면, 탄소 배출량도 줄어듭니다. 이는 제조 과정에서의 운반 단계를 훨씬 더 친환경적으로 만드는 간단한 방법입니다. 당연한 일이죠.