ファブ内での炭素排出量を削減するために：IR加熱への移行
正直言って、半導体製造ファブは非常に多くのエネルギーを消費しています。クリーンルーム内にある古い装置のほとんどは、依然として抵抗加熱や、無駄なエネルギーを空気中に放出するような加熱方式を使っています。これは明らかに無駄です。だからこそ、多くの工場が短波長赤外線（SWIR）システムへと移行しているのです。これはずっと効率的な方法です。
なぜ効果的なのか
通常のヒーターは、ウェハを温めるためだけに空気を加熱しようとします。これは莫大な電力の無駄遣いになります。一方、IRランプは異なります。光子が直接対象物に当たるため、チャンバ全体を加熱する必要がありません。高密度のIRアレイを使用すれば、ウェハの温度上昇時間が大幅に短縮されます。本当に速いのです。また、サイクルが短くなるため、1枚のウェハあたりに必要な電力も大幅に減少します。
適切な仕様の選定
既存のラインを改造する場合、単純に接続するだけではいけません。電力密度を考慮する必要があります。一般的には、高ワット数の石英ランプと集光型反射器を使用して、熱を適切な場所に集中させます。しかし、波長はウェハの材料に合わせて調整する必要があります。波長が合わないと、エネルギーは基板から跳ね返ってしまい、やり直しになってしまいます。最善の結果を得るためには、金コーティングされた反射器を使用します。聞こえは豪華ですが、実際には非常に実用的です。これにより、より低いワット数でランプを動作させつつ、表面温度を正確に制御できます。同じ結果が得られつつ、電気代も節約できます。
注意点
ただし、IR加熱の導入は魔法のようなものではありません。高強度のランプは大量の熱を発生させます。もし、古い抵抗加熱用のケースに高ワット数のアレイをそのまま取り付けると、ケースが変形したり、センサーが破壊されたりする可能性があります。そのため、冷却システムがそのような局所的な熱に対応できるかを確認する必要があります。私は常に、PIDコントローラーや高速応答型ピロメーターを併用することを推奨します。そうすることで、温度が過剰に上昇するのを防ぎ、エネルギーの無駄遣いを抑えることができます。ハードウェアは問題なく組み込めますが、IRの反応速度に合わせて制御ロジックを調整する必要があります。