IR 가열을 활용해 CNT 제조 공정을 효율적으로 만드는 방법
탄소나노튜브(CNT)를 정확하게 성장시키기 위해서는 적절한 온도가 필요합니다. 너무 뜨겁지도, 너무 차갑지도 않은 온도가 필요하여 촉매제가 제대로 작동하고 탄소가 원하는 위치에 축적될 수 있습니다.
오랫동안 우리는 반도체 생산 과정에서 기존의 저항식 오븐을 사용해왔습니다. 하지만 솔직히 말하자면, 그런 오븐들은 복잡하고 비효율적입니다. 그래서 우리는 그 대신 단파 적외선(IR) 가열 방식을 도입하기 시작했습니다. 이 방식을 사용하면 에너지를 훨씬 적게 사용할 수 있으며, 공장 내의 작업 환경도 훨씬 개선됩니다.
왜 IR 가열을 사용해야 할까요?
기존의 오븐들은 모든 것을 가열하려고 합니다. 오븐 내부의 공기까지 모두 가열되는데, 이는 사실상 엄청난 양의 에너지가 낭비되는 것과 같습니다.
반면, IR 가열 시스템은 그런 식으로 작동하지 않습니다. 직접 기판만을 가열합니다. 복사열을 사용하기 때문에, 성장에 필요한 온도에 도달하는 데 몇 분밖에 걸리지 않습니다. 몇 시간이 아니라, 몇 분뿐입니다. 큰 오븐이 따뜻해질 때까지 기다릴 필요가 없으므로, 웨이퍼당 소요되는 에너지 비용도 현저히 줄어듭니다.
시스템의 구성 요소
이러한 시스템은 고출력의 석영 할로겐 발광체를 사용하여 만들어집니다. 이러한 램프들은 강력한 열을 발생시켜, 빠른 합성에 필요한 열 밀도를 제공합니다.
또한, 기존의 제어 장치를 완전히 교체할 필요도 없습니다. 표준 산업용 커넥터를 사용하여 기존의 PLC 시스템에 직접 연결할 수 있습니다. 매우 간단한 교체 과정입니다. 또한 석영에 특수한 코팅을 추가하여, 에너지가 기판에 직접 전달되도록 합니다. 그렇게 하면 에너지가 낭비되는 것을 방지할 수 있습니다.
단점도 있습니다
물론, IR 가열도 마법은 아닙니다. 너무 많은 에너지를 한 점에 집중시키면 그 부분의 온도가 급격히 상승합니다.
따라서 적절한 냉각 시스템이 필요합니다. 만약 냉각 시스템이 주변의 열을 제대로 제거하지 못한다면, 센서의 데이터가 왜곡될 수 있습니다.
하지만 적절한 냉각 시스템을 사용한다면, 느리고 에너지 소모가 많은 공정을 효율적이고 정확한 공정으로 바꿀 수 있습니다. 더 이상 낭비되는 시간도 없으며, 빠르고 정확한 성장이 가능합니다.