もう、ヒーターを待つのはやめましょう：真空赤外線加熱の真実
もしまだ半導体処理において熱風循環に頼っているのであれば、それは時間との戦いに負けていることに他なりません。
問題は、真空状態では空気が存在しないため、ウエハーに熱を直接与えることができないという点です。そこで役立つのが真空赤外線加熱器です。部屋全体を温めるのではなく、電磁波を使ってウエハー自体を直接加熱するのです。これは、熱に対する全く異なるアプローチです。
「待つ」という行為の隠されたコスト
私たちも経験があります。熱風システムを起動してから、待つしかありません。まず空気を温め、次にチャンバーの壁を温め、最後に部品自体を温める必要があります。これは非常に遅いプロセスです。
一方、赤外線加熱器はほぼ瞬時に目的の場所を加熱します。数百ミリ秒程度です。これが実際にどういう意味か考えてみてください。10分かかる工程を30秒に短縮できれば、1時間あたりに処理できる量が大幅に増えます。新しい装置を購入したり、すでに混雑しているラボでさらにスペースを確保したりする必要もありません。
適切な設定が重要
もちろん、適当なヒーターを真空環境に入れてもだめです。適切な機器が必要です。通常は石英製のケースや高純度のシール材を使用します。なぜかというと、「ガス放出」が大きな問題になるからです。わずかな汚染物質の漏れでも、ウエハーが破壊されてしまいます。
しかし、注意点もあります。高出力の赤外線ランプは速いですが、強力すぎます。激しい局部加熱が起こり、基板が変形してしまう可能性があります。これを防ぐためには、PIDコントローラーを使って出力を調整し、目標温度を超えないようにする必要があります。
トレードオフ
赤外線加熱器は、すべての作業に適しているわけではありません。直線的な形状の場合には効果的ですが、形状が複雑で深い穴があったりする場合は、赤外線光が隅々まで届きません。その結果、一部の場所は過度に加熱され、他の場所はまだ冷たい状態になります。そのため、ヒーターの配置を工夫したり、反射板を使って熱を届ける必要があります。
強制送風式の方は確かに遅いですが、柔軟性があります。部品の周囲を覆って加熱できます。しかし、平らな基板を扱い、速さが求められる場合は、赤外線加熱器が唯一の解決策です。