ファブの清掃：なぜIR加熱が効果的なのか
正直言って、半導体製造工場は莫大な電力を消費する場所です。もし真に炭素中立の目標を達成したいのであれば、単に電球を交換するだけでは不十分です。根本的な対策が必要です。
長年にわたり、私たちは対流式のオーブンを利用してきました。しかし問題点は、これらのオーブンが非常に非効率的だということです。ウェハ自体を温めるために、ウェハの周囲の空気まで一緒に温めてしまいます。まるで、ピザを温めるために家全体を温めるようなものです。
そのため、私たちは短波赤外線（IR）加熱へと移行しました。空気を温める代わりに、熱を直接ウェハに集中させるのです。
速度と効率
最も良い点は、IR加熱では中間過程が不要だということです。放射熱を利用するため、大きなチャンバーが温まるのを待つ必要がありません。すぐに温まります。スイッチを入れればすぐに熱くなり、スイッチを切ればすぐに冷えます。
このようなシステムを選ぶ際には、出力密度が重要です。高ワット数のランプを使用することで、迅速に温度を上げることができます。サイクルが短ければ、1枚のウェハあたりに消費される電力も少なくなります。これは単純です。
ハードウェアの側面
これらのランプは、石英のケースとハロゲンフィラメントを使って作られています。石英を使用する理由は、熱を受けても変形や曲がりが起こらないからです。また、ハロゲンサイクルによって、フィラメントが早期に故障するのを防ぎます。これにより、ランプの寿命が延び、5分ごとに交換する必要がなくなります。
そして、コネクタにもこだわります。R7やSk15など、しっかりと接続されているかを確認します。接続が緩むと、抵抗が生じ、端子が過熱し、結局はソケットが壊れてしまいます。
妥協点
もちろん、IR加熱が魔法のようなものだとは言いません。必ず何らかの犠牲が伴います。
加熱段階で多くのエネルギーを節約できる一方で、高い熱密度によって冷却装置に大きな負荷がかかります。生産効率を上げるためにワット数を上げると、ヒートエクスチェンジャーは十分な能力を持っていなければなりません。そうでなければ、クリーンルーム全体が暖められてしまいます。周囲の温度が上昇すると、精密な機器も機能しなくなります。
幸いなことに、これらのランプは従来の抵抗加熱器の代替品として設計されています。生産ラインを完全に壊してやり直す必要なく、炭素排出量を削減することができます。