なぜ水素センサーに赤外線加熱を採用したのか
水素センサーを作るには、微妙なバランスが必要です。触媒がしっかりと固定され、膜が壊れないようにするためには、加熱温度を正確に調整する必要があります。長い間、人々は従来の抵抗式オーブンを使ってきました。しかし正直なところ、それは無駄な行為です。わずかなセンサーを温めるために、空気で満たされたチャンバ全体を加熱してしまうのです。
そこで、私たちは短波長の赤外線ランプを採用しました。部屋全体を加熱する代わりに、エネルギーは直接基板に届きます。
速さが何よりも重要です。
ファブでは、炉が温まるのを待つ時間はできるだけ減らしたいものです。私たちは赤外線システムを設定して、数秒で目標温度に到達させています。分単位ではなく、秒単位です。熱が空気を通過せずに直接材料に当たるため、クリーンルームがサウナ状態になることはありません。ただ機能するだけです。
次に、ハードウェアについてです。私たちは石英・ハロゲン素子を使用しています。石英は高温になっても変形しないのが利点で、ハロゲンはランプが早く燃え尽きるのを防ぎます。
ただし、注意点があります。これらの装置は大量の電流を消費します。もしこれらを既存の電源に接続する場合は、電源や冷却ファンをしっかりチェックしてください。長時間の生産中に制御回路が故障してしまうわけにはいきません。それは面倒な問題です。
また、環境面でもメリットがあります。カーボンニュートラルを実現したいのであれば、赤外線加熱が最適です。従来の炉は巨大な熱漏れ源であり、建物を冷やすためにHVACシステムを過度に稼働させる必要があります。一方、赤外線ランプは実際に動作する時だけ電力を消費します。ウェハー1枚あたりの消費電力量が大幅に削減されていることが実証されています。
唯一の難点は、距離を正確に調整する必要があることです。ランプが近すぎると、センサーが損傷してしまいます。逆に遠すぎると、処理時間が長くなってしまいます。しかし、焦点距離を正確に調整すれば、高速で効率的な仕組みが実現でき、地球にも優しいのです。