スマートファブで適切な加熱を実現するには
インダストリー4.0向けのスマートファブを構築する際、従来の加熱方法ではもはや不十分だということがお分かりでしょう。従来の抵抗式ヒーターは反応が遅すぎます。生産ライン全体がデジタル化され、超高速で動作している今、部屋の温度が上がるのを待っている余裕はありません。
そのため、私たちは真空対応型の赤外線システムを利用します。これらは、熱制御において「瞬時に作動するスイッチ」のようなものです。
真空状態での加熱の実態
真空チャンバーの場合、対流が起きません。熱を移動させるための空気がないのです。そのため、放射熱が利用されます。ここで赤外線が真価を発揮します。
全体の環境を温める代わりに、赤外線エミッターは光子をウェーハや基板に直接送ります。短波長の赤外線を使用することで、エネルギーを狭い範囲に集中させることができます。つまり、目標の温度に迅速に到達できるのです。しかも、無駄に多くの電力を消費することもありません。
データを実際に活用する
「スマートファブ」というのは、データを活用しなければ単なる派手な言葉に過ぎません。私たちは、これらのシステムを高速PIDループを通じてPLCコントローラーと直接接続しています。これにより、センサーからの情報に基づいて、リアルタイムで出力を調整できます。もう、温度上昇の進捗を推測する必要はありません。中央制御装置に接続すれば、各ウェーハがどれだけのエネルギーを消費しているかを正確に把握できます。そうすれば、加熱は単なるコストではなく、最適化できる指標となります。
デメリットもある（完璧なものはない）
ただし、高密度の赤外線アレイは多くの電力を消費します。もし電源装置がそのピーク電流に耐えられなければ、急速な温度上昇の途中でブレーカーが落ちてしまいます。それは良くない状況です。
また、エミッター自体も注意が必要です。長時間使用すると、最終的に故障してしまいます。私は常に定期的な交換を推奨します。火曜日の午後に部品を交換する方が、夜中の3時に故障して一連のウェーハが廃棄されるよりもずっと安上がりです。
なぜこれが重要なのか
結局のところ、デジタル生産というのは、柔軟性が鍵です。赤外線を使えば、ソフトウェア上で数回クリックするだけで、温度プロファイルを変更できます。機械的な調整や停止時間もありません。加熱に必要なスペースも少なく、処理も速く完了します。これにより、全体的なワークフローがスムーズになります。