ウェーハの適切な加熱方法（無駄なエネルギーの消費を避けるために）
もし、製造プロセスをカーボンニュートラルにすることを目指しているのであれば、熱管理をしっかり行う必要があります。従来の方法、つまり抵抗加熱式の炉を使う方法は、まるで家全体を暖めるのに、たった一枚のピザを温めるだけのエネルギーを使っているようなものです。これは明らかな無駄遣いです。
そのため、私たちは短波長のIRヒーターを使用しています。このヒーターは、チャンバー全体を温めるのではなく、ウェーハの表面に直接熱を与えます。簡単で、効率的です。
迅速な熱処理の魔法
これらのIRヒーターは非常に強力です。石英製のケースの中にハロゲンフィラメントが入っており、わずか数秒で1,000℃まで温度を上げることができます。本当に速いのです。それによって、全てが変わります。長時間待つ必要がなくなり、ウェーハの処理速度が上がり、炭素排出量も減少します。また、各種ウェーハ材料の吸収スペクトルに合わせてヒーターを選ぶことも重要です。そうしないと、エネルギーがウェーハの表面で反射してしまい、再びエネルギーの無駄遣いになってしまいます。
状況を常に監視する
IRヒーターの性能は、それを監視する装置の質に依存します。注意しないと、ウェーハが十分に加熱されないか、最悪の場合はウェーハが焼けてしまいます。そのような事態を防ぐために、高速な温度計を用意しています。これらのセンサーは、実時間で熱放射を監視し、PIDコントローラーと連携して動作します。システムは数ミリ秒ごとに微調整を行い、温度が過剰に上昇するのを防ぎます。
実際の課題
しかし、すべてが楽しいわけではありません。高出力のIRシステムは、電力網に大きな負担をかけます。清潔な電力が必要です。もし電力供給が不安定になると、ウェーハの温度が不安定になり、品質管理にとっては大問題です。また、エネルギー密度が高いため、冷却装置も完璧でなければなりません。もし冷却水の循環が止まってしまうと、ヒーター本体が過熱してしまいます。
でも、良いニュースもあります。私たちは、これらの装置を「そのまま交換可能」に設計しました。ヒーターが寿命を迎えて故障したら、単純に交換するだけです。装置全体を分解したり、週末を費やして再構築したりする必要はありません。そうすれば、生産ラインを継続して稼働させることができ、エネルギーコストを削減し、グリーン認証を維持することができます。