ファブ内での炭素排出を削減するために：なぜ赤外線加熱が有効なのか
半導体製造工場をカーボンニュートラルにしようとするなら、もはや従来の抵抗式ヒーターに頼ることはできません。それらはあまりにもエネルギーを無駄にしてしまいます。
最近では、ウェーハ処理用の装置に赤外線加熱ランプを使用しています。その理由は簡単です。赤外線は直接ウェーハ表面に当たるからです。ウェーハを温めるために全体のチャンバーを温める必要がないのです。これはずっと効率的なエネルギー利用方法です。
重要なのは速度です。
赤外線システムは短波長の放射を利用します。空気が温まるのを待つ代わりに、光子がすぐにウェーハ表面に当たります。非常に迅速です。数秒で所定の温度に到達できるのです。つまり、1枚のウェーハあたりの消費電力が大幅に減少します。
さらに、従来のオーブンの代わりに赤外線加熱を使えば、加熱する必要のある重い金属の量も減ります。その結果、安定性を保つために必要なエネルギーも少なくて済みます。
しかし、注意点もあります。単純に「設定して忘れる」というわけにはいきません。
環境目標を達成したいのであれば、温度が過度に上昇してしまってはいけません。そのため、装置内に高感度なセンサーを設置しています。これにより、ウェーハが所定の温度に達した瞬間にパワーを調整できます。PIDの調整が不十分だと、電力を無駄にするだけでなく、ウェーハが変形するリスクもあります。誰もそれは望んでいません。
知っておくべきトレードオフです。
確かに、このような高密度のランプは非常に効果的です。生産性を高めるのには最適ですが、冷却システムには大きな負担がかかります。古い装置にそのまま使ってもうまくいきません。ランプ周辺の集中した熱に対処できるほど、冷却システムは強固でなければなりません。そうでなければ、装置のフレームが変形してしまう可能性があります。
「グリーンファクトリー」プロジェクトでは、古い加熱システムの代わりに最適化された赤外線アレイを導入することで、最良の結果が得られています。これは、歩留まりを損なうことなく、炭素排出を減らす最も直接的な方法です。