時間の無駄をやめましょう：なぜ真空赤外線加熱が最適なのか
半導体製造に携わったことがある人なら、その苦労はご存知でしょう。何かが加熱されるのを待ったり、冷却されるのを待ったりしているのです。長い間、私たちは強制送風に頼ってきましたが、真空対応の赤外線ヒーターを使えば、作業の流れが大きく変わります。
結局のところ、重要なのは熱がウェーハにどのように伝わるかということです。空気対流を利用するのは、ファンを使って部屋を温めるようなもので、エネルギーを運ぶのに時間がかかります。一方、高真空環境では空気は存在しないので、何も動かすことができません。赤外線ヒーターは、その中間過程を省き、直接電磁波をターゲットに向けて照射します。
瞬時に加熱されます。
空気式のシステムでは避けられない「温度上昇の遅れ」もなくなります。空気を温め、壁を温め、最終的にウェーハを温める必要はありません。短波長の赤外線ランプを使えば、エネルギーが直接ウェーハに当たります。これにより、準備時間や冷却時間を60％から80％も短縮できます。工場が24時間稼働している場合、節約された時間は、1時間あたりに処理できるウェーハの数を大幅に増やすことにつながります。
しかし、ただ適当なランプを真空環境に入れるだけではダメです。
私たちは特殊な石英製のケースや密封剤を使用しています。なぜなら、「ガスの漏出」という問題が起こるからです。もしヒーターから化学物質が真空内に漏れ出すと、シリコンが汚染され、真空環境が壊れてしまいます。それは大変なことです。だからこそ、コンパクトでありながらも強力な性能を持つヒーターを開発したのです。これにより、必要な場所に高い熱密度を与えることができ、真空容器全体をオーブンのようにすることはありません。
正直に言うと、赤外線加熱は魔法のようなものではありません。いくつかの問題点もあります。
熱伝達が非常に速いため、目標温度を超えてしまうことがあります。PID制御が正しく設定されていなければ、目標温度を大幅に超えてしまいます。また、反射の問題もあります。チャンバーの壁がそのような放射線に耐えられない場合、実際に加工しようとしている部品ではなく、高価な機器が加熱されてしまいます。
私たちの解決策は、金メッキされたヒートシールドを使用することです。これにより、エネルギーがウェーハに集中し、無駄がなくなり、冷却システムも過負荷になることがありません。