クリーンルーム内の二酸化炭素排出量を削減する：なぜ真空赤外線加熱が有効なのか
正直言って、半導体製造はエネルギー消費が激しいプロセスです。部品が酸化したり汚染されたりしないようにするためには、真空状態で作業を行わなければならず、その結果、温度制御が非常に困難になります。
多くの場合、抵抗加熱が使われています。しかし問題は、ウェハーを所定の温度に持っていくためにチャンバー全体を加熱しなければならない点です。まるで、ピザ一片を温めるために家の中のすべてのヒーターを使うようなものです。これは明らかに無駄遣いです。
私たちは異なる方法を採用しています。真空対応の赤外線ランプを使ってウェハーに直接熱を与えます。こうすれば、無駄な熱が発生せず、空気を加熱する必要もなく、クリーンルームの二酸化炭素排出量も大幅に削減できます。
物理学的原理（教科書的な説明は省略）
真空状態では対流が起こらないため、熱は単純に空中を漂うことはありません。つまり、放射や伝導に頼るしかありません。
私たちは短波長の放射を利用します。これにより、熱が表面で跳ね返るのではなく、材料の内部に届きます。速度も非常に速いです。
この方法を使えば、処理温度に到達するのがずっと早くなります。その結果、装置が高負荷状態で無駄に動き続けることもなくなります。1枚のウェハーあたりの電力消費も減り、電気代も削減できます。
技術的な課題
しかし、ここに問題があります。通常のランプはガスを放出します。高真空環境下では、これは大きな問題になります。わずかな雑質の漏れだけで、製品の品質が悪化してしまいます。
これを防ぐために、高純度の石英製のケースやシールを使用します。しかし、出力密度には注意が必要です。熱を逃がす空気がないため、ランプ本体が危険なほど熱くなってしまう可能性があります。**水冷装置を十分に準備することが重要です。**冷却システムが不十分だと、ランプは本来よりも早く壊れてしまいます。これは簡単な解決策ですが、システムが長持ちするか、数週間で壊れてしまうかの違いになります。
「グリーン」な製造を実現する
全体加熱から目的別の赤外線加熱へと移行することで、熱エネルギーの無駄遣いを大幅に削減できます。これにより、「グリーンファクトリー」という目標を達成しやすくなります。高い処理速度を実現しつつ、大量のエネルギーを無駄にすることもありません。
これは単純なハードウェアの交換に過ぎません。魔法のようなものではなく、単に物理法則をうまく活用しただけです。