時間の無駄をやめよう：ウェーハの加熱において、なぜ赤外線加熱が強制送風より優れているのか
もし半導体製造工場で働いたことがあれば、待つという時間のロスがどれほどイライラするかがわかるでしょう。半導体加工では、熱風を使った加熱から、精密な赤外線加熱へと移行しています。
実際、重要なのは、熱がどのようにしてウェーハに伝わるかという点です。
強制送風式の加熱装置は、基本的に対流型のオーブンと同じです。ウェーハが熱を感じる前に、チャンバー内の空気全体を温めなければなりません。一方、赤外線加熱は異なります。これは放射エネルギーであり、直接ウェーハ表面に当たります。
「デッドタイム」の問題
問題は、空気は熱を伝えるのが非常に悪いということです。対流式の加熱を使う場合、空気が温まるのを待ち、その後、その熱がシリコンに浸透するのを待たなければなりません。これは単なる無駄な時間です。
しかし、赤外線センサーやエミッターを使えば、この遅れを解消できます。エネルギーは光速で伝わるため、数秒で温度を上げたり下げたりできます。1日に何千枚ものウェーハを処理する場合、焼成サイクルを30秒短縮するだけでも大きな効果があります。
実際の温度を正確に把握する
私たちは赤外線センサーを使って、ウェーハ表面の状態をリアルタイムで監視します。
サーモカップルを考えてみてください。それはウェーハに直接触れなければならず、これはウェーハを汚染する原因になります。一方、赤外線センサーは何にも触れる必要がありません。遠距離からでも即座にウェーハ表面の温度を測定できます。
これにより、制御がより正確になります。センサーが低温を検出したら、赤外線ランプがすぐに調整されます。空気式の加熱装置では、ヒーターが空気の温度を測定してしまうため、過剰に加熱されることがありますが、赤外線加熱ではそういうことはありません。
注意点
ただし、赤外線加熱も万能というわけではありません。それは方向性があるからです。もし何かがウェーハの前にあったり、ランプの位置が少し傾いていたりすると、均一な加熱が得られません。ここでは単に空気を送風するだけでは不十分です。ランプの配置やセンサーの位置を慎重に決める必要があります。
事前の計画が少し必要ですが、その分の速さの恩恵は大きいです。