半導体製造工場における二酸化炭素削減：なぜライン洗浄工程で赤外線を利用するのか
正直に言えば、半導体製造工場におけるライン洗浄工程は、エネルギーを大量に消費する工程です。長年にわたり、大量の純水を温め続けたり、24時間体制で対流式オーブンを動かし続けたりするというコストを受け入れてきました。これは明らかに無駄遣いです。
そこで、私たちは防水型の赤外線ランプを使い始めました。つまり、中間過程を省略するのです。空気や水を加熱する代わりに、ウェハー自体を直接加熱するのです。
湿潤な環境でも耐えられるランプの開発
普通のランプをライン洗浄室に投入しても、すぐに壊れてしまいます。湿気が非常に厳しいからです。
私たちは高純度の石英製のケースを使用していますが、本当の鍵はシール部分にあります。導線が密閉されていなければ、水分が侵入してフィラメントが破壊されてしまいます。交換するのは大変なので、最初からしっかりとシールを行います。
最も良い点は、このランプは即座に反応することです。ウェハーが乾燥段階に入った瞬間に、すぐに熱が供給されます。タンクの温度が回復するのを待つ必要はありません。
より迅速に作業を行うための物理的原理
短波長の赤外線の特徴は、熱風よりもはるかに速く水膜を貫通できることです。エネルギーが直接基板に届くのです。
つまり、処理時間が短縮されます。処理時間が短くなれば、1枚のウェハーあたりに必要な電力も少なくなります。何百台もの装置がある工場全体で考えると、エネルギー節約効果は驚異的です。メーター上での電力消費量の低下も確認できます。
注意点とトレードオフ
しかし、これは単純に「差し込んで使える」というわけではありません。これらのランプは非常に強力な熱を放出します。古い筐体にそのまま設置すると、装置の枠が変形する危険があります。したがって、筐体がその温度に耐えられるかどうかを確認する必要があります。
また、先ほど述べた防水コーティングは、赤外線の一部を遮断してしまいます。それを補うために、通常は出力を5％〜10％増やします。しかし、ランプが壊れないためには、これくらいのコストは払う価値があります。
私たちは、これらのランプを従来の重厚なヒーターの代替品として簡単に交換できるように設計しました。PIDコントローラーに接続し、温度を設定すれば、もう蒸気式の熱交換器を使う必要はありません。