クォーツシールドを使って、ファブのランプの性能を最大限に引き出す方法
半導体ファブを運営している方ならご存知の通り、ウェーハの加熱や硬化にはIRヒーターが不可欠です。しかし、カーボンニュートラルを実現するためには、エネルギーがどこで無駄に消費されているかを把握する必要があります。
そこで役立つのがクォーツガラス製のシールドです。多くの人はそれを単なる保護用のカバーと思っていますが、実際には、どれだけのエネルギーがウェーハに届き、どれだけが部屋中に失われるかをコントロールする役割を果たします。
材料仕様について
私たちは高純度の溶融クォーツを使用します。その理由は簡単です。短波長のIR放射線をそのまま通過させ、吸収しないからです。安価なガラスは逆効果です。エネルギーを吸収し、自体が高温になり、本来ウェーハに届くべき熱を奪ってしまいます。そのため、ランプの出力を上げざるを得ず、結果として無駄なエネルギー消費になります。高透過率のシールドを使用すれば、電力消費量が減少します。これが全てです。
ランプの劣化を防ぐ
ファブ内は確かに清潔ですが、そこに漂う化学物質は非常に有害です。クォーツシールドがそのダメージを受け取ることで、ランプ自体が損傷するのを防ぎます。また、汚染物質がランプのガラスを汚すのも防ぎます。シールドがなければ「ホットスポット」が発生し、ガラスが破壊され、フィラメントも早期に破損してしまいます。ランプの交換回数が減れば、廃棄物も減り、処理コストも削減できます。これにより、作業がより容易になります。
注意点：遅延と空気の流れ
しかし、全てが理想的というわけではありません。シールドを設置すると物理的な隙間ができるため、温度上昇時に若干の遅延が生じます。この遅延に対応するために、PIDコントローラーの調整が必要になります。また、その隙間によって熱が閉じ込められることもあります。冷却ファンの性能が不十分だと、筐体が過熱する可能性があります。しかし、空気の流れを適切に管理すれば、装置の温度を下げ、全体的なエネルギー消費を大幅に削減できます。