半도체 제조 공장에서 온도를 정확하게 유지하는 것은 매우 어려운 일입니다. 이제 모두가 탄소 중립을 추구하고 있기 때문에, 관심은 어떻게 하면 물체를 효과적으로 가열할 수 있는지에 쏠리고 있습니다. 특히 적외선 방식을 활용하는 것이 그 해결책입니다.
하지만 문제는, 아무런 전선이나 사용할 수 있다는 것이 아니라는 점입니다. 일반적인 PVC나 실리콘 전선은 엄청난 고온과 웨이퍼 처리 과정에서 사용되는 화학물질들에 의해 쉽게 녹거나 손상됩니다. 그래서 우리는 테플론을 사용합니다.
왜 테플론일까요? 테플론(PTFE)은 매우 우수한 재료입니다. 260°C의 고온에서도 전혀 문제가 없습니다. 적외선 난방 시스템에서는 전선이 석영관 바로 옆에 위치하기 때문에, 부적절한 전선을 사용하면 절연체가 녹거나 가스가 발생할 수 있습니다. 클린룸에서는 이러한 상황이 치명적입니다. 웨이퍼가 오염되는 것을 막아야 하기 때문입니다.
또한, 테플론은 고전압 회로에도 적합합니다. 전력이 최대치로 공급될 때도 전선 내부의 에너지가 낭비되지 않고 웨이퍼에 효과적으로 전달됩니다. 이는 간단한 변화지만, 웨이퍼 처리 시 소비되는 총 전력량을 줄여주는 효과가 있습니다.
탄소 배출량 줄이기 공장의 탄소 배출량을 줄이려면 에너지 낭비를 막아야 합니다. 적외선 시스템은 복사열을 이용하여 웨이퍼를 직접 가열하기 때문에 에너지 효율이 높습니다. 하지만 더 나은 방법이 있습니다. 저저항의 테플론 전선을 사용하면 “I²R 손실”을 줄일 수 있습니다. 즉, 전선 내부에서 에너지가 낭비되지 않고 웨이퍼에 더 많은 에너지가 전달됩니다. 이는 간단한 변화지만, 웨이퍼 처리 시 소비되는 총 전력량을 줄여줍니다.
단점도 있습니다. 테플론을 사용할 때의 단점은 그것이 너무 단단하다는 것입니다. 실리콘처럼 쉽게 구부릴 수 없습니다. 강제로 구부리면 전선이 손상될 수 있습니다. 따라서 더 큰 반지름으로 구부려야 합니다. 설치할 때 너무 세게 당기면 향후 고장의 원인이 될 수 있습니다.
다행히도, 이러한 시스템들은 “친환경” 기준을 충족시키도록 설계되어 있습니다. 전체 장비를 철거할 필요가 없습니다. 기존의 전선을 고성능 PTFE 전선으로 교체하고, 적외선 램프의 밀도를 조절하기만 하면 됩니다. 그러면 훨씬 더 효율적인 장비가 됩니다.