空気を加熱するのをやめよう：クリーンルームをより効率的に運営する方法
半導体製造工場で炭素中性の目標を達成したいのであれば、古くから使われてきた対流式の加熱装置に頼るのはやめなければなりません。考えてみてください。そうした装置は、ウェハを適切な温度にするために、部屋全体、つまり空気や壁など、あらゆるものを加熱してしまいます。これは莫大なエネルギーの無駄遣いです。
ここで役立つのが赤外線加熱です。部屋全体を温める代わりに、赤外線を使ってエネルギーを直接ウェハに照射します。これにより、エネルギーの無駄遣いがなくなり、工場の炭素排出量も減少します。
実際の動作原理
赤外線ランプは、熱を正確に必要な場所に集中させます。そのため、巨大な送風ファンや電力を多く消費する大きな加熱要素は不要です。
さらに良い点は、波長を調整することで、熱がどの程度深く届くかを正確に制御できることです。表面温度を上げるために機械自体を加熱する必要がないのです。また、加熱速度も非常に速いので、待機時間が短縮され、実際の加工時間が増えます。
注意点
ただ、クリーンルームに赤外線ランプを置いただけでは不十分です。粒子汚染が問題になるため、石英製のケースや特殊なコーティングを使用して、高温になった時に何かが漏れ出ないようにしています。
また、冷却システムにも注意が必要です。高出力の赤外線ランプは大量の熱を発生させるため、冷却システムが十分でなければ、装置自体が過熱し、仕上がり品質に影響が出ます。これは避けたい状況です。
結論として
最終的に、1枚のウェハあたりのエネルギー消費量が大幅に削減されます。また、巨大な断熱容器を使わなくて済むため、設備の占有スペースも削減されます。エンジニアにとっては、生産速度を落とすことなく「グリーンファクトリー」の目標を達成できるのは大きな利点です。処理サイクルが速くなり、1単位あたりの電力消費量も減り、電力網への負担も軽減されます。