ファブ内での炭素排出量を減らす：なぜ赤外線加熱が有効なのか
正直言って、半導体製造工場は莫大なエネルギーを消費する場所です。実際に工場で働いてみればわかりますが、古いタイプのクリーンルーム装置は、抵抗加熱や面倒な熱処理工程を利用しており、結果としてエネルギーが無駄に消費されてしまいます。これはもったいないことです。
だからこそ、短波長赤外線システムへの移行が進んでいるのです。これは、生産性を損なうことなく、炭素排出量を削減するためのより効率的な方法です。
物理的原理が重要な理由
従来の加熱方法の問題点は、効率が悪いことです。熱がウェハーに届く前に、まず空気やチャンバーの壁を温めようとします。これは単なる電力の無駄遣いに過ぎません。
一方、赤外線ランプは違います。直接ウェハーに熱を与えます。材料の特定の吸収帯に光を当てることで、加熱にかかる時間を大幅に短縮できます。本当に速いのです。そして、加熱サイクルが短くなるため、機械が半日もピークパワーを消費することはありません。
クリーンルーム内での利用
加熱装置を交換するために、既存の設備を壊したくない人も多いでしょう。それは大変な作業です。
私たちは、既存の設備に直接取り付けられるように、このランプを設計しています。高出力を保ちつつ、ランプのサイズを大きくしないために、ほとんどの高出力管は高電圧で動作します。これにより、コンパクトになります。
ただし、注意点もあります。冷却装置をしっかり管理する必要があります。高密度の赤外線アレイは、ワークピースに大量の熱エネルギーを与えますが、そのうちの一部はランプの筐体に戻ってきます。冷却装置が十分でなければ、機械が停止してしまいます。火曜日の午後に機械が止まるのは避けたいですよね。
実際の効果
赤外線を使用すると、1枚のウェハーあたりの電力消費量が減ります。硬化や乾燥工程の代替として非常に有効です。
最大のメリットは、処理速度の向上です。10分かかっていた加熱時間を2分に短縮できれば、1単位あたりの炭素排出量も同様に減少します。
もちろん、コスト面ではデメリットもあります。高強度の赤外線管は、従来の抵抗コイルほど長持ちしません。つまり、エネルギーコストは下がりますが、メンテナンスの頻度が上がります。しかし、省エネの効果が大きいため、通常は問題ありません。