半導体の洗浄工程におけるエネルギーの無駄遣いを防ぐ方法
正直に言って、半導体製造工場の洗浄工程では、エネルギーが無駄になってしまうことが多い。長年にわたり、大量の熱風を使ったり、対流を利用してウェーハを乾燥させてきました。しかし、これは効率が悪く、多大な電力を消費する上、ほとんどの場合、その熱は無駄になってしまいます。
私たちはより良い方法を見つけました。部屋全体を温める代わりに、防水機能を持つ赤外線ランプを使って、ウェーハ表面の水分を直接加熱します。これならずっと効率的です。
湿気対策
高湿度の環境で作業するのは、電子機器にとっては地獄のようです。もし水滴が熱いフィラメントに触れれば、ランプはすぐに壊れてしまいます。だからこそ、私たちは密封処理に力を入れています。特殊な石英製のケースや完全な密封構造を使って、水分が電極に届かないようにしています。つまり、ランプの内部を完全に乾燥させておき、周囲の環境はサウナのように高温になっても大丈夫なのです。
最も嬉しいのは、これらの装置が素早く動作することです。数秒で目標温度に到達します。次のウェーハを待つ間、ランプを常にフルパワーで稼働させ続ける必要はありません。点灯したらすぐに目標温度に達し、作業を続けることができます。そうすれば、電気代も節約できます。
実際の現場に適した設計
防水性能は、ガラス部分だけでなく、全体に必要です。湿度や洗浄に使用される化学薬品の影響で、装置の筐体も損傷しやすくなります。そのため、腐食に強い材料を使用して、数ヶ月の使用後でも装置が壊れないようにしています。
古い設備を使っている場合でも、これらの装置はそのまま交換可能です。古い加熱装置をこれらの装置に置き換えれば、問題なく使えます。
さらに、もう一つの利点は、空気の乱流が発生しないことです。赤外線は空気を送るのではなく、放射によって加熱するため、ウェーハに粒子が付着する心配がありません。つまり、静かで、クリーンです。
問題点：熱の管理
ただし、高密度の赤外線装置は非常に熱くなります。ウェーハが急速に乾燥する一方で、その熱エネルギーは装置の筐体に集中します。冷却ファンやヒートシンクを十分に用意しなければ、制御回路が破壊されてしまいます。これは簡単なトレードオフです。乾燥にかかるエネルギーを大幅に節約できますが、電気配線が壊れないように、適切な空気の流れを確保する必要があります。
しかし、このバランスをうまく取れば、巨大でエネルギー消費の多い送風機を使わずに済みます。これは、速度を犠牲にせずに工場を「グリーン」にする最も効果的な方法かもしれません。