
IR加熱を利用したチップ製造における炭素削減
クリーンルームで作業したことがある人なら、その大変さは理解できるでしょう。熱が必要ですが、その温度も正確にコントロールする必要があります。しかし、最も避けたいのはほこりが発生することです。だからこそ、私たちは赤外線(IR)加熱ランプを利用するのです。
熱風を送り込む方式では、粒子がウェーハ上に付着してしまいますが、IR加熱は放射熱を利用します。これは直接エネルギーが伝わる方式です。風もなく、汚れもなく、シリコンも汚染されません。
物理学の原理(面倒な部分は省略)
従来の強制送風式オーブンを考えてみてください。それは時代遅れの装置です。部屋全体の空気を温めるだけで莫大な電力が消費されます。
一方、IR加熱は異なります。基材自体を直接加熱します。短波または中波のIRを利用すれば、数分ではなく数秒で所定の温度に到達できます。
とても速いのです。本当に速い。
そして、それによってエネルギーコストも削減されます。「グリーンファクトリー」を設計する際には、装置が温まる間ずっと電力を消費するという問題を解決したいのです。
難しい点:統合
単にランプを箱の中に入れるだけではありません。これらのランプは非常に清潔でなければなりません。石英管に何か残留物があると、サイクル中にそれがシリコン上に付着してしまいます。それは大変な問題です。そのため、高純度の石英を使用して、すべてを無菌状態に保ちます。
しかし、IR加熱は強力です。ウェーハの位置が数ミリでもずれていると、局部的に高温になってしまいます。少しでもミスがあると、基材が破損してしまいます。だからこそ、正確なPIDコントローラーや適切な焦点距離が必要なのです。
地球に与える影響
IR加熱を利用することで、加熱装置のサイズが小さくなります。つまり、床面積が節約され、さらに重要なのは、HVACシステムが部屋を冷やすために使う労力も大幅に減少します。
実際に炭素を削減できるのは、硬化や乾燥の過程です。常に巨大なオーブンを稼働させ続ける代わりに、部品が実際にそこにある時だけIRランプを動作させます。オンデマンド加熱です。
これによって、実際に炭素を節約できるのです。使わない熱に対して支払う必要がなくなります。それだけです。