ファブ内の炭素排出を削減する：なぜ赤外線加熱が有効なのか
半導体製造というものは、実際にはかなりのエネルギーを消費します。クリーンルームで熱処理を行う際、エネルギーコストは膨大になり、炭素排出量もさらに悪化します。
私たちの多くは、従来の対流式オーブンや抵抗加熱器を使っていることが多いです。しかし、より効果的な加熱方法があります。それが赤外線ランプです。
従来の加熱方法では、まず空気を温めて、その空気によってウェーハを温めようとします。これは非常に非効率的です。つまり、わずかなシリコン片を適切な温度にするためだけに、部屋全体を温める必要があり、その後はHVACシステムが余分な労力を使ってその熱を冷やす必要があります。これは無駄な出費です。
一方、赤外線加熱では、電磁波を直接基板に当てるので、中間媒体が不要です。空気を温める必要もありません。
その結果、温度上昇が大幅に速くなります。また、熱が天井に漏れることもなく、エネルギーを正確に必要な場所に届けることができます。
もちろん、単純に赤外線ランプをファブ内に置くだけではいけません。粒子が問題になります。清潔を保つために、高純度の石英製のケースを使用します。これにより、ガスの漏れを防ぎ、汚染による不良品の発生を防ぐことができます。また、このランプは小さなサイズで高い性能を発揮します。大きなスペースを取らずに、真空チャンバーやウェーハ扱い用ツール内に設置できます。
しかし正直に言うと、これはすべての工程に適用できるわけではありません。赤外線加熱は強烈で局所的な熱を発生させます。超薄型のウェーハや繊細な材料を扱う場合、他の部分がまだ温まる前に表面が焼けてしまう可能性があります。PIDコントローラーやセンサーを正確に調整する必要があります。適切に設定しなければ、基板が破損してしまいます。
それでも、「グリーンファクトリー」という観点から見ると、大きなメリットがあります。巨大な強制送風式ヒーターに頼らなくなるので、冷却装置も負担が軽減されます。従来のヒーターを赤外線ランプに置き換えるだけで、Scope 2の排出量が大幅に減少します。
これは簡単な方法です。炭素排出目標を達成でき、電力代も節約できます。そして、生産工程全体を変更する必要もありません。