[기고] 반도체 친환경 대량 생산 실현을 위한 제언

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[기고] 반도체 친환경 대량 생산 실현을 위한 제언

디지털데일리 발행일 2014-12-22 10:03:16

한주엽

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한 때 유행으로 치부됐던 친환경 전략은 이제 기업의 필수 과제가 됐다. 각 국가가 저마다의 에너지 소비 기준을 마련하고 친환경 정책을 추진하고 있기 때문이다. 제조업체들은 정부의 친환경 정책에 보조를 맞추면서도 수익성을 추구해야 하는 어려움을 안게 됐다. 반도체 업체들이 비용 효율적인 대량 생산(high-volume manufacturing, HVM) 환경을 구축하려면 총 운영 비용의 관리와 감시가 필요하다. 이미 선진 기업들은 제한된 비용 조건 속에서 성능과 환경 보호을 위한 기술과 서비스를 활용하는 친환경 플랫폼과 시스템을 개발하고 있다. 특히 총 에너지 비용 뿐 아니라 소모품과 같은 부차적인 비용을 절감하는 기술에 반도체 업계의 관심을 쏟고 있다.

반도체 노광 공정의 광원을 예로 들어보자. 고출력 레이저의 수요가 증가함에 따라 엑시머 레이저의 전력 소비는 계속 늘어났다. 특히 450mm 공정의 경우 지난 6년간 전력 소비가 4.5배 증가했다. 이러한 공정이 HVM 체제에 들어서면 환경에 미칠 영향을 무시할 수 없다. 에너지 소비, 가스 소비, 열 처리 등이 포함된 레이저의 예상 유틸리티 비용은 총 운영 비용의 약 30%를 차지할 것으로 보인다. 분명 유틸리티 비용 절감은 중대한 과제다. 반도체의 HVM에서 레이저의 진정한 가치는 그 유틸리티 비용 관리의 실효성에 좌우된다. 여러 회사들이 이 문제에 대한 해결책을 찾고 있다. 기가포톤(Gigaphoton)은 솔리드 스테이트 레이저 챔버를 사용하는 새로운 하이브리드 레이저 시스템을 개발하는 중이다. 기존 시스템의 최대 필요 출력이 60kW인 데 반해 이 시스템은 36kW에 불과하다. 비용 측면에서 HVM에 하이브리드 레이저 시스템을 사용한다면 전반적인 전력 소비를 레이저 시스템에서만 약 40% 줄일 수 있다. 타사에서도 이러한 시스템을 개발하고 있는 점을 고려하면 이는 에너지 소비를 줄이면서 HVM을 지원할 수 있는 솔루션의 대표적 예라고 할 수 있다.

친환경 생산 전략을 성공적으로 추진하기위해서는 소모품 비용과 다운타임(유지보수 시 가동을 머추는) 비용까지 줄일 수 있는 다양한 기술 솔루션을 개발하는 파트너와 손잡을 필요가 있다. 그리고 그 동안 친환경적 시스템 개발에 상당한 시간과 자원을 투자해온 기업이 가장 효과적이고 다재다능한 솔루션을 내놓을 것이다. 예를 들면 총 운영비용 및 유지 보수 비용을 낮추기 위해서는 잠재적 파트너가 장수명 소모품의 개발이나 필요 소모품의 개수를 줄이는 시스템을 개발하기 위한 로드맵을 갖추었는지 살펴봐야 한다. 하이브리드 레이저의 경우 LNM(Line-Narrowing Module)과 EFM(Enhanced Front Mirror)이 해당된다. 가스 역시 다운타임에 영향을 미치는 한가지 요인이다. 기존 레이저 시스템과 비교해 가스 필요량을 50% 낮추고 유지보수시 다운타임을 절반 수준으로 단축하기 위해 새로운 시스템 최적화 기술이 개발되고 있다.

기가포톤은 2007년부터 고객과 함께 HVM을 위한 기술, 성능, 비용 모델을 모색하는 에코포톤(EcoPhoton) 프로그램을 마련하는 등 친환경 컨셉의 실현에 앞장서 왔다. 레이저 공급업체는 HVM을 위한 친환경 생산 전략을 염두에 두고 전반적인 운영 비용을 절감하기 위해 에너지 소비를 줄이는 솔루션을 제공할 뿐 아니라 장수명의 소모품을 개발하고 가스 사용량과 충전 횟수가 적은 가스 모듈을 개발하기 위한 로드맵도 제시해야 한다. 이는 유지 보수의 다운타임을 최소화하는 데 기여할 것이다. 이와 같은 최적의 파트너를 찾아 함께 일한다면 더 효과적으로 환경을 보호할 뿐 아니라 수익성도 강화할 수 있다.

글 : 타츠오 에나미 기가포톤 경영 책임자 겸 영업 총괄 매니저