半導体製造工場における炭素排出削減：なぜ赤外線加熱が有効なのか
半導体製造工場で真に炭素中和を実現したいのであれば、エネルギーの無駄遣いをやめなければなりません。
昔ながらの対流式オーブンや抵抗加熱器を考えてみてください。これらは、部屋全体を温めるためのものです。熱があちこちに漏れ出すため、クリーンルームがサウナのようになってしまわないように、HVACシステムが過剰に動作しなければなりません。これは悪循環です。
この問題を解決するために、赤外線加熱を利用します。空気を温める代わりに、ウェーハ自体を直接加熱するのです。
空気を温めるのをやめよう
赤外線ランプの特徴は、電磁波を利用している点です。チャンバーの壁や周囲の空気を温めることはありません。エネルギーは直接ウェーハや基板上に届きます。
非常に速いのです。数分かかっていた加熱時間が、数秒に短縮されます。このようにして、1回の処理にかかる総電力コストが大幅に削減されます。
熱負荷について
短波長の赤外線ランプは非常に強力なので、大きなスペースは必要ありません。大型の加熱装置を使う代わりに、焦点を絞った使用が可能です。そのため、熱応答はほぼ即時的です。
これは、1秒1秒が重要な高精度な加熱処理に最適です。
しかし、出力密度には注意が必要です。単に出力を上げて早くしようとすると、ウェーハ上に熱の偏りが生じてしまいます。実際には、材料の特性に合わせてPIDコントローラーを調整し、目標温度を超えないようにする必要があります。
実際の環境での利用
メンテナンスが面倒なシステムは誰も欲しくありません。そのため、私たちは迅速に交換できるようなシステムを設計しています。石英製のケースや標準的な接続端子を使用しているので、ランプが壊れても、新しいものを簡単に取り付けるだけです。何時間もかけてシステムを再調整する必要はありません。
正直に言うと、赤外線加熱がすべての工程に適しているわけではありません。
チャンバーの形状を再考する必要があります。部品の形状が複雑な場合、「影の効果」によって、一部の場所が加熱されないことがあります。その場合は、ランプの配置を工夫し、表面全体が均一に加熱されるようにする必要があります。