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ファブ固有の熱要件に確実に対応
EUVリソグラフィおよび3nm未満プロセス向けの極めて安定した温度制御（±0.1℃）
EUVリソグラフィおよびサブ3nm製造プロセスでは、熱安定性が±0.1°Cという厳しい要求仕様を満たす必要があります。この範囲から逸脱すると、レンズの歪み、オーバーレイ誤差1.5nmを超える発生、さらにはウェーハの廃棄率が最大12%に達するなどの問題が生じます。このため、こうしたモジュラー型プロセス向けのチラーは不可欠な設備となっています。一般的なモジュラー型プロセス用冷却液チラーでは、冷却液温度制御の変動幅が0.05°Cと非常に小さいため、300mmウェーハの加工においても高い制御精度を実現できます。これは、複数の冷却回路とスマートPID制御（負荷変動にほぼ瞬時に応答して調整）を組み合わせ、冷却液流量を最適化することによって達成されています。その結果、サブミクロンレベルにおけるリソグラフィおよびエッチングプロセスの制御性能が大幅に向上します。工場実績データによると、10,000枚のウェーハを処理した後でも、熱的要件への適合率は99.8%を達成しています。わずかな改善が多大な利益をもたらすこの分野において、その節約効果は数百万ドル規模に及びます。
振動低減およびクリーンルーム適合を実現する統合スキッドシステム
中央式プラクティスでISOクラス1～3のクリーンルーム向けに設計されたチラーを運用する際、意図しないクリーンルーム要件が頻繁にコスト増加やモジュールの柔軟性低下、環境への悪影響を招くことがあります。クリーンルーム内での保管／輸送時に配管系から漏れが生じる、あるいはコンプレッサーシステムへの配管接続が不十分であるなど、さまざまな問題が発生します。モジュラーシステムは、組立済みシステムに内在するこうした悪影響や暴露リスク、加熱、振動などの課題を解消するよう設計されています。また、顧客ごとに最適化された構成が可能です。さらに、クリーンルーム／CE（欧州規格）適合性に関する保守・運用（O&M）要件も満たす必要があります。フィルターの交換およびメンテナンスは、システムに統合されており、システム全体が最も厳しいクリーンルーム基準に準拠するよう設計されています。40：クリーンルーム用ユニットの停止時における残留オイルの排出が実現されています。さらに、粒子濃度測定（パティクルモニタリング）の月次活動では、各クリーンルームについてEU GMP Annex 1に準拠し、各クリーンルーム／施設（fac.）において、プロセス実行時および運用中のクリーンルーム／CEシステムについて、厳格な監視が行われます。40：ダウンタイムおよびオイル残留量の低減を実現し、クラス1（ISO Class 1）クリーンルームにおいて、各クリーンルーム／CEシステムの残留オイル量を最小限に抑えています。40：ダウンタイムおよびオイル残留量の低減を実現し、クラス1（ISO Class 1）クリーンルームにおいて、各クリーンルーム／CEシステムの残留オイル量を最小限に抑えています。40：ダウンタイムの削減および運用中のクリーンルーム／CEシステムにおける残留オイル量の低減を実現し、各クリーンルーム／CEエリアにおいて、クラス1（ISO Class 1）レベルを維持しています。モジュラーシステムは、1つのモジュールから始まり、各クリーンルーム／CEエリアへと段階的に拡張可能であり、クラス1（ISO Class 1）クリーンルームにおいても、各モジュール単位での導入および運用が可能です。40：ユニット停止時およびクラス1（ISO Class 1）クリーンルーム運用時のダウンタイムを削減し、各クリーンルームにおいて、オイル残留量およびダウンタイムを最小限に抑えています。40：ダウンタイムおよびクラス1（ISO Class 1）クリーンルームにおけるオイル残留量の低減を実現し、各モジュール単位でクラス1（ISO Class 1）を達成します。また、運用中のシステムにおいては、各クリーンルームのオイル管理およびモニタリングを確実に行い、クリーンルーム／CEシステムの信頼性と継続的な適合性を確保します。さらに、クリーンルーム／施設（fac.）におけるダウンタイムを削減し、クリーンルームシステムの効率的な運用を支援します。40：クリーンルームシステムのダウンタイムを削減し、モジュール単位（ms）での管理を実現します。40：より効率的な資本投資、運用、およびスケジューリングを通じた所有コストの削減
現地据付式チラーと比較した10年間のTCO（総所有コスト）が27％低減（SEMI S26-0722ベンチマーク）
2022年のSEMI S26-0722ベンチマークによると、モジュラー半導体用チラーは、現地施工型チラーと比較して10年間の総所有コスト（TCO）が27％低減されることが示されています。資本コストは19％削減され、これはモジュラー方式が現場で組み立て・統合され、設計基準に従って製造され、完成済みの冷媒回路として現場へ出荷されるためです。ファブリケーション施設の構成および運用レベルに応じて、モジュラー型チラーは優れた熱交換面積および施設負荷に応じた性能調整が可能な可変速チラー（良好または不良な性能）を採用することで、最大40％のエネルギー消費量削減が可能です。予知診断による早期異常検出および機械的摩耗の低減により、保守コストは31％削減されます。このデータは、多くのメーカーが現在進めている移行を強く裏付けています。
より効率的な展開により、資金調達コストおよび人件費のオーバーヘッド削減が期待できます。
スキッドシステムが車両工場で試験された場合、現場での溶接およびキャリブレーション時間が85％短縮されます。また、従来のシステム（12～18週間）と比較して、導入期間を6～9週間短縮できます。ファブオーナーズ協会（Fab Owners Association）が2023年に公表したデータに基づくと、溶接およびキャリブレーションに要する時間の短縮は、各製造施設において約74万米ドルの金利コスト削減に直結します。さらに、新システムでは検証作業に要する人時数が300時間以上削減されます。統合制御システムにより、設備のセットアップおよび量産開始が迅速化し、プロジェクト全体の完了時期が前倒しされます。これにより、天候に起因する遅延によるコスト増加リスクも低減されます。
モジュラー式チラーは、サブ3nmプロセスにおける投資回収（ROI）を実現し、スケーラブルかつ財務的に厳格なキャパシティ拡張を支援します。
モジュラー半導体用チラーによる段階的・需要主導型のキャパシティ拡張の実現
細かいスケーラビリティ（50～200 RT単位）により、設備利用率を最大化し、過剰な容量確保（オーバープロビジョニング）を回避します
モジュラー型半導体用チラーは、必要な冷却レベルまで柔軟に冷却できるため、50～200冷凍トンという広範な容量範囲に対応可能です。これにより、従来のシステムが過剰な容量を持ち、かつ冷却装置の台数が不足するという課題が解決されます。ファブリック（半導体製造工場）がより多くのリソグラフィー装置やエッチング装置を導入すると、単一の大型チラーを備えた施設と比較して、全体の設備利用率が15～20％向上します。さらに、細かい単位でのスケーラビリティにより、初期投資コストを約30％削減でき、冷却システムへの資金拘束を抑え、代わりに開発資金に充てることが可能になります。製造プロセスが小規模な試作ロットから本格量産へと拡大するに伴い、これらのチラーも同様に段階的に拡張可能であり、アップグレードに伴う追加コストや、無駄になる冷却能力の余裕（ヘッドルーム）を回避できます。
実証済みの実世界における効果：最先端ファブリックからのケーススタディ
半導体メーカー各社は、現在、自社施設におけるモジュラー式チラーの恩恵を享受しています。ある最先端ロジック製造ファブでは、熱による装置停止時間が約18％削減されたと報告されています。別のファブでは、導入後1年間でエネルギー費用が22％削減されました。また、大手メモリメーカーが3nmプロセス技術ノードへのスケールアップを進めていた際、一度に全冷凍能力を調達するのではなく、毎回50トン（米冷凍トン）ずつ段階的に追加導入することを選択しました。この判断により、上流設備に関する過剰投資コストとして270万米ドルを節約できました。モジュラー式チラーは、従来の現地据付型システムと比較して、明確な優位性が認められています。他のすべての冷却システムと比較しても、モジュラー式チラーは性能面で優れており、冷却ソリューションの購入に際しては、より優れた選択肢となります。これは特に紫外線リソグラフィ工程において顕著であり、ごくわずかな工程変動でも目標歩留まりに大きな影響を及ぼすため、高精度・高信頼性が求められるのです。
よくある質問
EUVリソグラフィおよびサブ3nmプロセスにおいて、なぜ温度制御が必要なのでしょうか？
温度制御が不十分な場合、レンズに歪みが生じ、オーバーレイ誤差が発生し、高スクラップ率による歩留まりの低下が起こります。これらはすべて製品品質および歩留まりにとって有害です。
半導体用モジュラーチラーのモジュール設計は、クリーンルーム内での粒子発生をどのように抑制するのでしょうか？
これらのチラーは工場出荷時から統合設計されており、HEPAフィルターおよび工場密封構造を備えているため、漏れを完全に防止し、粒子発生量を大幅に低減します。これはクリーンルームの基準において極めて重要です。
モジュラーチラーを導入することで、どの程度のコスト削減が見込めるでしょうか？
モジュラーチラーは、従来型システムと比較して、初期投資コスト、運用コスト、導入期間、および保守コストのいずれも低減できるため、総合的なコスト削減を実現します。