真空赤外線加熱と熱風加熱：なぜ切り替えが重要か
半導体の高度な加工を行っている方なら、エネルギーを効果的に伝達することの難しさをご存知でしょう。長い間、私たちは単純に熱風を使ってきました。つまり、ガスを加熱して、そのガスがウェーハを加熱するという仕組みです。しかし、問題点もあります。 真空状態では熱風を送ることはできません。送るべきものが何もないからです。ここで役立つのが、真空環境下でも使用できる赤外線ヒーターです。これにより、媒体に頼る必要がなくなり、放射によって加熱が行われます。
時間の無駄を減らす
正直言って、対流による加熱は非常に遅いです。チャンバー全体の温度が一定になるのを待たなければならず、その間、基板は安定することができません。このような状況は、温度を調整するたびに大きな時間のロスとなります。 赤外線ヒーターなら、光子を直接対象物に当てることができます。これにより、加熱時間は数分から数秒にまで短縮されます。これは、工程間の待ち時間を省くことができるため、生産性が向上します。また、チャンバーの壁を加熱するためのエネルギーも節約できます。つまり、熱は正確に必要な場所、つまり部品に直接伝わります。
問題点もある
もちろん、真空環境への移行にはいくつかの問題点もあります。 通常のランプは「ガス漏れ」を起こしやすく、これはつまり、汚れがチャンバー内に入り込み、純度が低下してしまうということです。これを防ぐために、真空環境下でも機能する特殊な石英製のケースやシールを使用します。 また、熱の強度も問題です。高密度の赤外線ヒーターは強力ですが、急激な温度勾配を生じさせる可能性があります。部品が薄い場合、表面は非常に高温になる一方で、内部はまだ低温のままになります。そのため、PIDコントローラーを慎重に調整する必要があります。そうしないと、基板が損傷する危険があります。
スペースの節約
最も良い点の一つは、大型の送風機やダクト、そして強制空気循環システムに必要な重厚な断熱材を不要にできることです。 結果として、機械のサイズが小さくなります。これらのヒーターを直接真空状態の中に設置するだけです。 ただし、冷却装置のサイズを正しく設定する必要があります。これらのヒーターは非常に熱いので、センサーから余分な熱を取り除かないと、測定値が不正確になります。