ファブ内での炭素排出削減：なぜカーボンファイバーを利用した赤外線ランプが有効なのか
正直に言うと、半導体製造工場は非常に多くのエネルギーを消費する施設です。炭素中和の目標を達成したいのであれば、単に電球を交換するだけでは不十分です。電力が無駄に消費されてしまう熱処理工程に対処する必要があります。
そこで役立つのがカーボンファイバーを利用した赤外線ランプです。従来の抵抗加熱器や対流式オーブンのように、熱が無駄に散逸することはありません。これらのランプははるかに効率的に熱を供給します。
秘密はその構造にあります。
多くの人々はタングステンフィラメントを使った加熱器に慣れていますが、私たちはカーボンファイバーを利用しています。これにより、高い電流密度に耐えられ、簡単に壊れたり燃えたりすることはありません。
さらに重要なのは、中波から長波に及ぶ広範囲の赤外線を放出できる点です。ウェハーにとってこれは大変有益です。エネルギーが表面で跳ね返るのではなく、実際に基板上に浸透するからです。その結果、温度上昇が速くなります。また、チャンバーが温まるのを待つ時間も短縮されるため、1枚のウェハーあたりの電力消費量も大幅に減少します。
クリーンルーム内での設置
ファブではスペースが常に貴重です。カーボンファイバーを利用したランプの利点は、より小型の加熱装置を作成できる点です。これらのランプは簡単に取り替え可能なので、全体のレイアウトを変更する必要はありません。
ただし、注意点もあります。長期的にはエネルギーを節約できますが、初期の温め段階では電流が急激に上昇することがあります。そのため、スイッチギアがその過渡的な電流に耐えられるか確認してください。生産が途中でブレーカーが切れるのは避けたいですよね。
施設全体への影響
実際のメリットは、「熱的慣性」をなくせることです。もはや、何時間もチャンバーを高温状態に保つ必要はありません。ウェハーがその領域に入った瞬間に加熱を開始すればよいのです。熱が部屋の外に漏れないため、空調システムも余計な労力を使わずに済みます。結局、施設全体が楽になります。
ただし、注意が必要です。カーボンファイバーは機械的な衝撃に弱いのです。メンテナンス時に技術者が無理に扱うと、破損してしまいます。それは頑丈な素材ではありません。適切な支持装置と丁寧な取り扱いが必要です。