半導体製造工場で炭素排出量を削減するには、より効率的な加熱方法が必要です。半導体製造工場でカーボンニュートラルを実現しようとすると、熱の問題を考えなければなりません。通常、最も多くのエネルギーが無駄に消費されるのがこの部分です。従来の加熱方法では、ウェーハの周囲の空気を温めるために大量の電力が消費されたり、所定の温度に達するのに時間がかかったりします。
私たちは、金でコーティングされた短波赤外線ランプを使ってこの問題を解決しようとしました。
なぜ金なのか？ 通常の石英ランプは、エネルギーをあらゆる方向に放出し、幅広いスペクトルの光を発します。これは非効率的です。石英に薄い金の層を加えることで、エネルギーの進行方向を制御できます。金は長波長の光を反射し、すべてのエネルギーを短波長の領域に集中させます。その結果、より強力な熱がウェーハ表面に与えられます。また、金がランプの背面からの熱の漏れを防ぐため、ほぼすべてのエネルギーが必要な場所に届きます。その結果、全体として使用する電力は少なくなりますが、処理速度は変わりません。
ただし注意点もある これらのランプは、ウェーハ処理装置の狭いスペースに収まるように設計されていますが、単純に接続すればいいわけではありません。電源のワット数や電圧が正確に合っている必要があります。そうでないと、ランプが壊れてしまいます。また、これらのランプは端子部分が非常に高温になります。冷却システムが十分でなければ、ランプホルダーや周辺の回路が壊れてしまいます。つまり、高速な加熱と低い炭素排出量を得る代わりに、その集中した熱を適切に管理する必要があります。
全体像 1枚のウェーハの加熱にかかる時間を数秒だけ短縮しても、それは大したことのように思えないかもしれません。しかし、大量生産を行う工場では、毎年たくさんのCO2が削減されます。要するに、考え方を変えるだけです。空気を温めるのではなく、シリコン自体を温めればいいのです。そうすれば、電気代や地球環境にも良い影響があります。