カテゴリー: 拡散炉用カセット , 持続可能性
発行済み 28 11月 2022

KanthalのEnergy Saving Element (ESE) 製品ラインは、ヒーターの断熱によって熱損失を低減します。 これにより、従来の設計と比較して、生産性を損なうことなく、エネルギー消費を抑えることができます。

熱処理コストは、一般的な半導体デバイスの総製造コストのかなりの割合を占めています。 KanthalのESE製品ラインを半導体製造工場(ファブ)に実装することで、エネルギー消費を大幅に節約できます。

断熱による熱損失の低減

私たちは、エネルギー消費の削減のために業界において改善が求められていることを認識していました。

CaptionKevin Peck, Technology Manager, Kanthal.しかし、Kanthalの技術マネージャーであるKevin Peck氏は、Kanthalの技術革新を推進しているのはコスト効率だけではないと述べています。 「私たちは、エネルギー消費を削減し、したがって半導体工場の二酸化炭素排出量を削減するために業界において改善が求められていることを認識していました」と彼は言います。 「熱処理工程で使用されるヒーターアセンブリは、一般的な工場のエネルギー消費の大部分を占めます。 プロセス時の主要なエネルギー消費は、特に高温または長時間のプロセスでは、断熱材による熱損失であるとの評価が得られています」。

ESEのコンポーネントは、エネルギー損失を低減し、格段に低い電力レベルで作動するように設計されています。 さらに、OEM部品と同様のプロセス結果を達成するように設計されています。 ESE製品ラインは、生産性を向上させるだけでなく、他の人々が環境を損なうことを回避するために役立つ、Kanthalの文化固有の管理責任と整合しています。 これは、材料からシステムに至るまで、Kanthalの製品ライン全体で見ることのできる共通のテーマです。

製造業者にとって直接的なエネルギーの節約

中央ヨーロッパの半導体デバイス メーカーが、水平ウェーハ処理カセットのエネルギー消費を削減する方法を模索していたときに、ESEは自社の価値を証明することができました。 このメーカーは、1,245°C (2,273°F) の定常温度での運転を維持しながら、5.3 kWhから4.0 kWhへの削減を望んでいました。 エンジニアリング設計によるシミュレーションでは、ESEカセットの正味のエネルギー節約幅は約1.6 kWh、つまり30%であることが示されました。 製造業者の施設でさらにテストを行った結果、評価カセットによりエネルギー消費量が約3.7 kWh削減されたことが確認されました。

この総エネルギー節約量により、新しいカセットのコストは相殺されるものと予想されます。 温度維持に必要な操業電力も低減するため、カセットの長寿命化も期待できます。

このカセットの導入は成功を収め、お客様はコンポーネントの消耗にともなって、既存の加熱カセットを交換するために一括で注文を行いました。

エネルギーの節約と動的な冷却速度のバランスを図る

ESE製品ラインは、プロセスパフォーマンス特性を高める可能性があります (以下を参照)。 従来のヒーターの冷却速度を維持しながら、重要領域での熱損失を低減する別仕様のESEが設計されています。 「この仕様では、冷却速度が重要なプロセスで、エネルギーの節約量と動的な冷却速度のバランスを図っています」とKevin Peck氏は言います。

Energy Saving Elementの主な利点

  • 熱損失の減少によるエネルギー消費の直接的な削減。
  • HVACなどの機器によって環境から熱を除去するために費やされるエネルギーを削減することで、エネルギー消費を補助的に削減。
  • ヒーターアセンブリ周辺の温度が低下することで、機器の信頼性が向上。

ESEにより強化された主なプロセスパフォーマンス特性

  • 標準的な発熱体よりも高温で装置が作動する可能性がある。
  • 標準的な発熱体よりもランピング (昇温) が高速になる可能性がある。
  • 同様のプロセスパラメータでチャンバーサイズを大きくし、より高いスループットを実現できる可能性がある。