ウェーハ加工における電力消費と二酸化炭素排出量の削減
正直に言って、半導体製造工場は莫大な電力を消費する場所です。もし二酸化炭素排出量を削減したいのであれば、ウェーハをどのように加熱しているかを見直す必要があります。
長年にわたり、私たちは抵抗式ヒーターを使用してきました。しかし問題点は、ウェーハを温めるために部屋全体を温めてしまうことです。これは無駄なエネルギーの消費です。そのため、現在はIRヒーターを利用する方向に進んでいます。IRヒーターは、チャンバー全体を温めるのではなく、エネルギーを直接ウェーハの表面に集中させます。これにより、処理時間が短縮され、無駄なエネルギーの消費も防げます。
この方式をうまく機能させるためのコツ
IRヒーターを使う際、単にスイッチを入れて放置するだけではいけません。適切なフィードバック回路が必要です。そうでないと、すぐに問題が発生します。
通常、このようなヒーターは非接触型の温度計と一緒に使用されます。これらのセンサーは、ウェーハの発光率をリアルタイムで監視します。もしセンサーの精度が低下したり、遅れが生じたりすると、ウェーハが過熱したり、均一性の悪い製品ができてしまったりします。これはバランスを取る必要がある作業です。私たちは、迅速な温度変化に対応できるシステムを構築していますが、その目標は、フィラメントが劣化しないようにすることです。
知っておくべきトレードオフ
誰もが「グリーンファクトリー」を望みますが、それは一般的には処理時間を短縮するために、より高いワット数を求めることを意味します。
私は短波長のIRヒーターを好みます。短波長のヒーターの方が、中波長のヒーターよりもウェーハの内部まで効果的に熱を伝えることができます。そのため、ウェーハが正しい位置に保たれる間、チャンバー全体の温度を下げることができます。
しかし、注意点もあります。熱密度を上げると、電源や冷却装置に負荷がかかります。もし、二酸化炭素排出量を減らすために最大限の処理速度を目指すのであれば、ヒーター周辺の熱を処理できる十分な冷却システムが必要です。さもなければ、別の問題が生じてしまいます。
なぜこれが重要なのか
結局のところ、IRヒーターを使用することで、「無駄な」電力消費を抑えることができます。ツール自体を温めるのではなく、エネルギーを正確に必要な場所に送ることができます。これにより、1枚のウェーハあたりの消費電力が大幅に削減されます。さらに、正確なIRセンサーやPIDコントローラーを組み合わせれば、余分なエネルギーの消費も防げます。そうすれば、より効率的な加熱システムが実現します。