なぜウェーハ処理においては赤外線加熱の方が優れているのか
もしまだ半導体の精密加工に熱風循環方式を使っているのであれば、待ち時間に多くの時間を費やしていることでしょう。赤外線加熱に切り替えるのは、単なる「アップグレード」ではありません。それは、生産性を損なうような無駄な時間をなくすための手段なのです。
空気を使った加熱の問題点
熱風がどのように機能するか考えてみてください。ファンが熱風を送り出し、その熱風がウェーハに当たって十分なエネルギーを与えることを期待します。しかし、これは非常に遅い方法です。時間的な遅れがあります。まるでヘアドライヤーを使って部屋を暖めるようなものです。大量の労力をかけて空気を動かしているだけです。
一方、赤外線は異なります。これは電磁波です。エネルギーは光速で移動し、直接ウェーハに当たります。そのため、準備時間は数分から数秒に短縮されます。これは劇的な違いです。
ボトルネックの解消
精密加工ラインにおいては、時間が全てです。「時間コスト」が課題となることが多いのです。
赤外線ランプを使えば、目的の場所にだけ熱を当てることができます。1枚のウェーハを適切な温度にするために、チャンバ全体を温める必要はありません。そのため、PIDコントローラーはより迅速に設定値に到達し、その状態を維持できます。
私たちは通常、短波または中波の赤外線を使用します。なぜかというと、ウェーハの表面だけでなく、材料内部にもエネルギーが浸透する必要があるからです。
注意点
ただ、ヒーターを取り替えるだけでは済みません。赤外線は方向性があります。
もしランプの位置がずれていたり、ウェーハが不均一だったりすると、過熱部分ができてしまいます。焦点距離にも細心の注意が必要です。また、赤外線は急速にエネルギーを放出するため、冷却システムも十分な性能を持っていなければなりません。冷却時の急激な温度変化に対応できなければ、ウェーハが変形してしまいます。
実際の意味
現実を言えば、強制送風方式は非効率的です。製品に全く触れない空気を温めるためにお金を払っているのです。
赤外線加熱に切り替えることで、加熱装置のサイズを縮小し、処理時間を大幅に短縮できます。もし、新しい機械を購入せずにより多くのウェーハを処理したいのであれば、これが最善の方法です。