IR加熱を利用してウェーハ加工ツールの二酸化炭素排出量を削減する
今、誰もが「グリーンファクトリー」について語っています。これは半導体製造工場の設計における大きなトレンドです。実際に二酸化炭素排出量を減らすための最も簡単な方法は、抵抗加熱に頼るのをやめて、赤外線（IR）ランプを使用することです。
その理由は以下の通りです。
抵抗加熱器はあまり効率的ではありません。ウェーハが温度上昇を感じる前に、チャンバー全体を温めるために大量のエネルギーが消費されます。これは無駄遣いです。
一方、IRランプは異なります。電磁波を直接ウェーハ表面に照射します。つまり、直接加熱できるのです。そのため、目標温度に到達するのがずっと早くなります。このようにして加熱時間を短縮すれば、ツールが電力網から多くのエネルギーを消費する時間も少なくなります。
また、熱の蓄積という問題もあります。短波長のIRランプを使用すると、高い熱密度が得られます。これにより、ツールの他の部分が過度に加熱されることなく、急速加熱処理を行うことができます。
そして、ここに節約の秘訣があります。ツールのフレームが冷たく保たれるため、冷却装置の負担も軽減されます。冷却装置の負担が少なくなれば、1枚のウェーハあたりに消費される電力量も減ります。これは双方にとってメリットです。
しかし、全てが順調というわけではありません。IRランプに切り替えるにはいくつかの問題があります。これらのランプは大量の熱を放出します。センサーの精度が少しでも悪ければ、ウェーハに熱点ができて歪みが生じます。そのため、特定の材料の放射率を正確に把握できる温度計を使用する必要があります。
さらに、これらのランプは永遠に使えるわけではありません。セラミックヒーターと比べて、より頻繁に交換しなければなりません。それが代償です。
結局のところ、重要なのは「熱的慣性」です。機械全体を加熱するのではなく、ウェーハ自体を直接加熱することで、エネルギーの無駄遣いを防ぎます。これは、生産速度や歩留まりを低下させることなく、二酸化炭素中和の目標を達成するための実用的な方法です。