空気を加熱するのをやめよう：ファブを脱炭素化するためのより賢い方法
クリーンルームで炭素中性の目標を達成したいのであれば、ヒーターの使い方を見直す必要があります。現在、多くのファブでは対流式のヒーターが使われていますが、これは単なる無駄遣いに過ぎません。わずか1枚のウェハーを適切な温度にするために、部屋全体の空気を加熱するのは非効率的です。
解決策は思ったよりも簡単です。赤外線ヒーターに切り替えればよいのです。空気を加熱する代わりに、直接基板を加熱するのです。
実際の利点は物理学にあります。
赤外線ランプは電力を放射熱に変換します。つまり、莫大な費用がかかる大型の送風機や熱交換器を使わなくて済むのです。短波長の赤外線を使用すれば、数秒で所定の温度に到達できます。長時間の温める時間も不要です。加熱にかかる時間が短くなれば、1枚のウェハーあたりの消費電力量も減ります。それだけです。
既存の生産ラインにこれを導入するには、古い抵抗素子を石英ハロゲン管に交換する必要があります。使用している材料に合わせて、適切な管を選べばよいのです。高温での焼成処理を行っても、場所を取らずに必要な出力を得ることができます。
もちろん、魔法のようなものではありません。
放射熱は方向性があるため、正確な位置調整が重要です。もしランプの位置が数ミリメートルずれていると、ウェハー上に低温部分ができてしまいます。また、PIDコントローラーの設定にも注意が必要です。赤外線は非常に速く反応するため、設定が間違っていると、温度が上昇しすぎて基板が損傷する可能性があります。
しかし、グリーン指標にとっては大きなメリットがあります。対流式のヒーターによる熱漏れがなくなれば、HVACシステムは冷却のためにそれほど努力しなくて済みます。結果として、施設全体の負担が軽減され、エネルギー消費量も減少します。これは、全ての装置を取り替えることなく、最も迅速に炭素排出量を削減する方法でしょう。