もう、エアヒーターが温まるのを待つ必要はありません。IRやクォーツの力を活用しましょう。
正直言って、空気が温まるのを待つのは非効率的です。半導体製造工場では、その数秒間の「無駄な時間」が積み重なり、全体の工程が遅くなってしまいます。
だからこそ、私たちは短波長の赤外線ランプと高純度のクォーツ製シールドを組み合わせて使用するのです。空気を温める代わりに、赤外線は直接ウェーハの表面にエネルギーを照射します。これは、熱を扱う方法における大きな変化です。
なぜ赤外線が良いのか
対流オーブンを考えてみてください。まず空気を温め、その後で空気が部品を温めます。これは遅く、また、1枚のシリコンウェーハを所定の温度に持っていくために大量のエネルギーが浪費されます。
一方、赤外線は異なります。目的の場所に瞬時に熱を届けます。スイッチを入れるだけで、温度上昇の時間が大幅に短縮されます。まるで電灯のスイッチを切り替えるようなものです。
クォーツ製シールドの役割
単にランプを露出したままにしておくわけにはいきません。クォーツガラス製のシールドが必要です。
なぜクォーツなのか？それは、熱を受けても溶けないからです。また、赤外線を遮らずに通すことができます。しかし、それだけではありません。
シールドはまるでボディーガードのように機能し、ウェーハの微粒子がランプの中に入るのを防ぎます。シールドがなければ、高温部分ができてしまい、ランプが早く壊れてしまいます。さらに、適切なシールドがなければ、熱が強すぎてシリコンウェーハが損傷する可能性があります。誰も割れたウェーハは欲しくありません。
難しい点
赤外線は非常に速いですが、同時に方向性も強いです。ランプが向いている方向にだけ熱が集中します。
もし部品の形状が複雑だったり、幾何学的に複雑だったりすると、表面に温度差が生じます。これが実際のエンジニアリングの課題です。ランプの出力とクォーツ製シールドの位置をうまく調整し、ウェーハが変形しないようにしなければなりません。
最後に、冷却システムにも注意が必要です。放射される熱はシールドに反射され、再びランプに戻ってきます。冷却システムが十分でなければ、自分の装置が過熱してしまいます。