ファブの熱管理を適切に行う方法
デジタル対応型のファブを構築する際、ソフトウェアにばかり注力してしまいがちです。しかし、ハードウェアが壊れてしまえば、どんなに高度なデータがあっても意味がありません。まずは、熱をどう扱うかから考える必要があります。
私たちの半導体製造装置では、テフロン（PTFE）で絶縁処理を施した配線や、高出力の赤外線システムを使用しています。これによって、ハードウェアの故障が全体の生産プロセスを台無しにすることを防げます。
なぜPTFEを使うのか
半導体製造環境で一般的なPVC配線を使うと、すぐに破損してしまいます。間違いありません。
テフロンを使う理由は、260℃という高温に耐えられ、溶けたり有害なガスを放出したりしないからです。スマートファブでは、センサーが加熱要素のすぐ近くに設置されているため、絶縁材が劣化するわけにはいきません。
また、ウェーハ処理で使われる腐食性のある洗浄剤にも耐えられます。そのおかげで、電気信号が安定して保たれます。
赤外線システムを実際に効果的に利用する方法
インダストリー4.0を目指すなら、熱エネルギーを利用するために赤外線システムが最適です。
従来の対流式ヒーターとは異なり、赤外線は放射熱を利用します。これにより、必要な場所に正確に熱を加えることができます。画面上で熱分布を確認しながら、適宜出力を調整することも可能です。
これらのシステムはPLCコントローラーと接続されているため、自動的に熱管理が行われます。短波長の赤外線を使用することで、素早く加熱できます。そうすることで、周囲の部品が不要な熱にさらされることがありません。
エンジニアリングの現実
完璧なものはありません。高密度の赤外線アレイは大量の熱を発生させます。もし冷却装置が十分に強くなければ、熱管理がうまくいかず、すべてが停止してしまいます。
また、配線についても注意が必要です。テフロンは耐久性は高いですが、シリコンよりも硬いため、狭い場所で曲げることはできません。制御キャビネット内では、十分な曲げ半径を確保する必要があります。そうしないと、配線にひび割れが生じてしまいます。また、ケーブルの管理にも時間をかけています。熱によってケーブルが伸縮する際に、ヒーターの筐体に擦れると、最終的にケーブルが劣化してしまいます。
きちんと整理して、十分な余裕を持たせておけば、長期間使用できます。