工場内での炭素排出量を削減するために：なぜ真空赤外線ヒーターが最適なのか
もし本当に工場内で炭素中立を実現したいのであれば、エネルギーの無駄遣いを止める必要があります。従来の抵抗加熱方式では、まるで一人を温めるためだけに家全体を温めようとしているようなものです。チャンバー内の空気全体を温めてしまうわけですが、その大部分は実際には温める必要すらありません。
だからこそ、私たちは真空対応の赤外線ヒーターに切り替えました。空気を温める代わりに、熱を直接ウェーハに当てるのです。これにより、不要なエネルギーの消費がなくなり、ウェーハの加熱にかかる時間も大幅に短縮されます。これは、より効率的で環境に優しい工場運営の方法です。
物理的原理（教科書的な説明は省く）
真空状態では、熱を伝える空気が存在しないのです。つまり、放射に頼って熱を伝えるしかありません。
私たちは、短波長の放射を出すようにこの赤外線ヒーターを調整しました。これにより、エネルギーを無駄にせずに基板上に直接熱を届けることができます。つまり、運転中ずっと真空ポンプの冷却効果と戦う必要がないのです。エネルギーを適切な場所に集中させることで、1枚のウェーハあたりの電力コストも下がります。
機器とその利点・欠点
熱を扱うために、高純度の石英や特殊なフィラメントを使用しています。しかし、注意点もあります。高ワット数のランプを狭い真空空間に配置すると、熱密度が非常に高くなります。
そのため、十分な冷却システムが必要です。もし水冷システムが不十分だったり、機能しなくなったりすると、ランプの先端がすぐに壊れてしまいます。密封部分の熱応力も、注意しないと大きな問題になります。
作業フローへの組み込み
最良の点は、これらのヒーターは基本的にそのまま交換可能だということです。標準的な接続部品を使用しているので、配線を再設定する必要はありません。
速度の違いが最も大きなメリットです。以前はウェーハの加熱に何時間もかかっていましたが、今では数分で済みます。これにより、エネルギーを節約できるだけでなく、より多くのウェーハを処理できるようになります。
もちろん、過剰な出力を防ぐために電力制御システムは少し複雑になります。しかし、1枚のウェーハあたりにどれだけの炭素排出量が削減されるかを考えれば、現代の工場にとっては当然の選択肢です。