製造現場での炭素排出削減：なぜ精密な赤外線加熱が効果的なのか
今、誰もが「グリーンファクトリー」について語っています。しかし、半導体製造を行っている人ならわかると思いますが、炭素排出を削減するには、要は熱の扱い方が重要です。
古式の抵抗加熱方式のオーブンは、実際には無駄が多いです。部屋全体、空気、壁――要するに、実際に加熱したい部分以外のすべてが加熱されてしまいます。
だからこそ、私たちは精密な赤外線加熱を採用しています。部屋全体を温める代わりに、エネルギーをウェハーの表面に直接当てます。
鍵はエネルギー密度にあります。
短波長の赤外線と高ワット密度のランプを使うことで、迅速に所定の温度に到達できます。これにより、ウェハー1枚あたりに必要な電力も少なくなります。
しかし、単に出力を上げればいいというわけではありません。そうすると、過熱点ができてしまいます。誰も、変形したシリコンウェハーを欲しがりません。重要なのは、ランプの配置を適切に調整して、熱が均一に分布するようにすることです。
本当の節約ポイントはここに
多くの人が見落としているのが、「隠れた」エネルギーです。
赤外線加熱を使えば、余計なエネルギーが無駄に消費されることがありません。クォーツ製のケースや反射板を使って、光子をすべて目標部位に戻します。
熱がクリーンルーム中に漏れ出さないため、HVACや冷却装置もそれほど頑張らなくて済みます。ここで初めて、炭素排出量が減少するのです。
でも、それは魔法ではありません
正直に言うと、赤外線加熱は「設定して忘れる」という簡単な解決策ではありません。センサーの調整が非常に重要です。PID制御が適切に設定されていなければ、目標温度を超えてしまい、ウェハーが焼損してしまいます。また、ランプも時間とともに劣化します。フィラメントが摩耗すると、スペクトルの出力が変わってしまいます。これを無視することはできず、継続的に出力を調整して、熱分布を安定させる必要があります。
少し手間がかかりますが、エネルギーと効率の面でのメリットは十分にあります。