ファブ内での炭素排出量を削減するために：なぜUHP赤外線ランプが効果的なのか
半導体製造工場をカーボンニュートラルにしようとする場合、熱管理が重要になります。熱は、工場内で最も多くのエネルギーを消費する要因です。私たちの多くは、従来の抵抗式ヒーターを使っていることが多いですが、これらは実質的に巨大な金属箱用のストーブに過ぎず、空気を温めるだけで大量のエネルギーが無駄になってしまいます。
そこで役立つのがUHP赤外線ランプです。このランプは、全体的に加熱するのではなく、必要な場所、つまりウェーハや石英管にのみ熱を集中させます。
その秘密は物理学にあります。
このランプは短波長の赤外線を利用しています。寒い日に太陽の光が肌に当たるのと同じです。周囲の空気が氷点下でも、すぐに暖かさを感じます。この特性を活用して、高温度での拡散や酸化処理を行います。これにより、エネルギーを直接基板に送ることができます。
効率的です。1枚のウェーハあたりに必要な電力が少なくなるため、炭素排出量も減少します。
しかし、単にこのランプを設置するだけでは不十分です。
この業界では、わずかな汚染でも全体の生産性を台無しにしてしまうことがあります。そのため、合成石英製のケースを使用します。これにより、金属イオンが移動して製品を損傷する心配がありません。また、フィラメントは長期間にわたって安定した出力を維持できるように設計されています。数週間ごとにランプを交換するのは避けたいものです。
ちょっとしたコツ：取り付けブラケットに注意しましょう。
石英は高温になると膨張します。もしランプをしんどく固定しすぎると、石英管が破れてしまいます。適切な余裕を持たせる必要があります。
デメリットもあります。
「グリーンファクトリー」として運営するためには、PID制御を用いて熱を管理する必要があります。メリットは、起動時間が非常に短くなることです。無駄な時間が減り、より多くの製品を生産できます。
しかし、このランプは強力すぎます。パワー密度が高いため、古いハードウェアにそのまま設置してもうまくいきません。冷却システムや熱交換器がそのような高い負荷に対応できない場合、ハードウェアが損傷してしまいます。さらに、冷却が不十分だと、ランプの寿命が著しく短くなってしまいます。
適切な冷却システムを用意すれば、双方にとって良い結果になります。