工具の内壁を加熱するのをやめて、ウェーハ自体を加熱しましょう。
半導体ウェーハを適切な温度に保つのは、非常に精密な作業です。しかし、通常の赤外線ランプを使用している場合、実際には無駄な労力がかかっています。そのようなランプはあらゆる方向に熱を放出するため、エネルギーの大部分が工具の内壁を温めるだけに消費されてしまいます。これはエネルギーの無駄遣いです。さらに悪いことに、装置のケースが巨大なラジエーターのようになり、メンテナンス時に作業員が火傷する危険性もあります。理想的ではありません。
解決策はごく簡単です。無指向性に熱を放出するのをやめ、特定の方向に熱を集中させるのです。私たちは指向性のある赤外線加熱を利用してこの問題を解決しています。
実際の動作原理
通常の石英ランプを考えてみてください。それは360度全方位に熱を放出する電球のようなものです。ウェーハ処理用の装置では、そのエネルギーの半分が金属製の壁に当たるだけです。
私たちは特殊な反射板やフィルターを使って、熱のベクトルを絞り込みます。そうすることで、熱が無秩序に散乱するのを防ぎ、必要な場所、つまりウェーハの表面にだけ熱が届くようになります。そうすれば、ウェーハの加熱速度は維持されますが、装置の他の部分は冷たいままです。もはや装置の内部をオーブンのようにする必要はありません。
難しい点：正確な位置調整
これらのランプは狭いスペースに設置されるように設計されていますが、単純に取り付けるだけでは機能しません。焦点の位置が最も重要です。
もしランプの位置が少しでもずれると、問題が発生します。ウェーハには冷却されない部分ができ、壁面には過度に熱くなる部分ができます。精度が求められるため、手先の安定性が必要です。
また、空気の流れも重要です。高出力の指向性ランプは強力ですが、ランプ自体も熱くなります。もし内部の冷却システムが十分でなければ、時間が経つにつれてコネクタが壊れたり、反射板のコーティングが損傷したりします。そのため、パワー密度と冷却性能のバランスを取る必要があります。
チームにとってのメリット
装置の内部に熱が漏れるのを防げば、すべてが簡単になります。人々を安全に保つために、すべての内部パネルに重厚な断熱材を使う必要もありません。
そして、装置のメンテナンスも楽になります。チャンバーを開けて部品を交換する際、金属が皮膚を焼くほどの温度に冷えるのを待つ必要がありません。これにより、より安全で迅速に作業が行えます。