空気を加熱するのをやめよう：ウェーハを処理するためのより合理的な方法
もし実際に工場内でカーボンニュートラルを達成したいのであれば、古い方式の抵抗式オーブンに頼るのはやめなければなりません。そうしたオーブンはエネルギーを多く消費します。代わりに、精密なIR加熱方式が採用されています。
その原理は簡単です。ウェーハ自体だけを温めればいいのに、なぜ真空チャンバーやウェーハの周囲の空気全体を加熱する必要があるのでしょうか？IRセンサーやランプを使って、熱を正確にウェーハ上に送り込みます。無駄なエネルギーの消費がなくなります。
実際の動作原理
通常の加熱方式では対流を利用していますが、これは遅く、非効率的で、大量のエネルギーを消費します。一方、IR加熱方式は電磁波を利用してエネルギーを伝えます。ランプからの放射エネルギーをシリコンが実際に吸収する量に合わせることで、熱が直接基板に伝わります。これにより、加熱速度が大幅に向上します。また、加熱時間が短くなるため、1枚のウェーハあたりの消費電力も大幅に減少します。
温度の管理
ただ熱を与えておくだけでは不十分です。温度を厳密に制御する必要があります。
私たちは高速のIRセンサーを使用し、ウェーハ表面をリアルタイムで監視します。これらのセンサーはPIDループと連携し、ランプの出力を即座に調整します。もし局所的に過熱が起きた場合、システムはすぐに出力を調整します。これにより、ウェーハが破損するのを防ぎ、電気代も削減できます。
欠点（何事にも欠点はある）
高密度のIRランプを使用すると、筐体に大きな熱ストレスがかかります。確かにウェーハは素早く加熱されますが、周囲の部品には大きな負担がかかります。そのため、冷却システムを十分に強化する必要があります。もし冷却システムが弱ければ、省エネの効果は得られず、機械が破損してしまいます。
これが意味すること
古い加熱装置をIRアレイに置き換えることで、硬化やアニーリングの工程がずっと効率的になります。多くの既存のラインでは、この交換は比較的簡単です。
IRセンサーの性能が良ければ良いほど、電力消費も少なくなります。これは Win-Win の関係です。廃棄されるウェーハが減り、炭素排出量も大幅に削減されます。