なぜクォーツ製のシールドを持つ赤外線ランプがファブで重要なのか
もし、半導体の加工に依然として熱風循環方式を利用しているのであれば、それはまるで待つしかない状況です。ワークピースが温まり始める前に、チャンバ内の空気全体を加熱しなければなりません。これは非常に時間がかかり、面倒な作業です。
一方、赤外線加熱に切り替えると、状況は変わります。ファンによって熱い空気を送り込むのではなく、電磁波を直接基板に当てるのです。これは、ヒーターで部屋を暖めるのと、太陽の下に立つのとの違いに似ています。瞬時に熱を感じることができます。
秘密はクォーツにあります。
私たちは、ランプの周囲にクォーツガラス製のシールドを使用します。その理由はいくつかあります。第一に、加熱要素を汚れや処理用ガスから守るためです。しかし何よりも重要なのは、クォーツが短波長の赤外線を透過させるという点です。
これにより、急速な加熱が可能になります。対流に頼るのではなく、光子を使ってウェハを直接加熱するのです。結果として、「ウォームアップ」の段階がほとんど不要になります。
しかし、注意点もあります。クォーツの品質がすべてです。純度が低いガラスを使用すると、問題が発生します。結果として「ホットスポット」ができたり、電源を入れるとすぐにシールドが割れてしまったりします。実際のファブでは、激しい熱変化が起こるため、耐熱性の高いクォーツが必要です。
ただし、これは完璧な解決策ではありません。
赤外線は速いですが、方向性があります。熱風は部品の周りを回ってくれますが、赤外線はそうではありません。ランプの位置が少しでもずれると、加熱が不均一になります。
全てのウェハに均等に加熱を行うためには、反射器やシールドの形状を慎重に設計する必要があります。また、狭い空間で作業する場合は、十分な数のランプを使って作業を行う一方で、冷却システムが過熱しないように調整する必要があります。
結局のところ、赤外線加熱に切り替えるということは、単に部品を交換するだけではありません。それは、処理効率を考える上で全く新しいアプローチです。ゆっくりとした加熱ではなく、集中的で効率的な加熱が可能になります。