真空状態でのIR加熱による炭素排出量の削減
もし半導体工場で働いたことがあるなら、その苦労はよくわかるでしょう。正確な温度制御が必要ですが、ウェーハが酸化したり汚れたりしないように、真空状態で処理を行う必要があります。多くの人々は従来の抵抗式ヒーターを使っていますが、私たちはより良い方法を見つけました。それが、真空環境に適したIRヒーターです。
これは単純な装置ですが、エネルギー費用や炭素排出量を大幅に削減する効果があります。
物理的な原理（教科書的な説明は省きます）
真空状態では対流が全く起こりません。そのため、放射と伝導だけが作用します。
私たちはIRランプをこの特性を活かすように設計しています。真空チャンバー全体を温めるのではなく、エネルギーを集中させてウェーハ自体を直接加熱します。そうすることで、チャンバーの壁が低温のままで済み、冷却装置も余計な負担をかけずに済みます。それによって、多くの電力を節約できます。
装置の構造
高純度の石英や特殊なフィラメントを使用しています。ここでは「十分に純粋であればいい」というわけにはいきません。もしランプに不純物があれば、ガスが発生し、真空状態が乱れ、歩留まりが悪くなります。これは誰も望まない最悪の事態です。
選ぶ際は、真空度や温度上昇の速さを考慮しましょう。
しかし、最大の利点は速度です。重厚なセラミックヒーターでは、温度が上がるのに時間がかかります。一方、IRランプでは数秒で目標温度に到達します。そのため、機械が準備できるまで待つ時間が大幅に短縮されます。
実際の欠点
これが魔法のような解決策だとは言いません。高密度IR加熱にも課題があります。
短波長のIR光は強力です。ウェーハの位置が数ミリでもずれていると、局所的に過熱が起こります。これを防ぐには、信頼性の高いPIDコントローラーや温度計が必要です。
また、電源にも注意が必要です。電圧の急変があると、フィラメントが損傷する可能性があります。必ず高温対応のケーブルを使用しましょう。そうしないと、絶縁体が破壊され、元の状態に戻ってしまいます。