半導体製造プロセスにおける二酸化炭素排出の削減
半導体製造工場を炭素中和型にしたいのであれば、単に電球をLEDに交換するだけでは不十分です。本当の鍵は、ウェーハ処理時の熱の扱い方にあります。そこで役立つのが、金コーティングされた赤外線ランプです。
金コーティングの効果
通常のクォーツランプは、エネルギーをあちこちに放出してしまいます。製造工場では、その熱の多くが無駄になったり、機械の不要な部分に吸収されてしまいます。
しかし、クォーツに薄い金膜を重ねることで、状況が変わります。金は長波長の放射光をフィラメント内に戻し、短波長の赤外線を前方に送り出します。
その結果、集中した熱ビームが得られます。これにより、ウェーハ表面に即座に熱が伝わります。待っている時間も省け、他の部品が意外に加熱されることもありません。
性能と利点、そして課題
このランプは高いワット密度を持っているため、迅速に熱を供給できます。コスト計算をする際、これによって節約が可能です。つまり、ウェーハ1枚あたりに必要なキロワット時が少なくなります。
しかし、この強力な熱出力はクォーツに大きな負担をかけます。冷却ファンが十分でない場合、ランプの先端が早く破損してしまいます。熱流量と空気流のバランスをうまく取る必要があります。そうでないと、頻繁にランプを交換しなければなりません。
工場に与える影響
金コーティングされた赤外線ランプを使用することで、単に処理速度が上がるだけでなく、クリーンルームの温度も下がります。無駄な熱が外に漏れないため、空調システムは室温を下げるのに苦労しません。これは双方にとって有益です。処理時間が短縮され、電気代も抑えられます。さらに、精密なSCRコントローラーを組み合わせることで、古いシステムで見られるようなエネルギーの急激な上昇を防ぎ、適切な温度を維持できます。