IR加熱とホットエア：ファブでの処理時間を短縮するために
ファブでホットエアからIR加熱に切り替えるとき、単に部品を交換するだけではありません。実際にウェーハにエネルギーが届く仕組み全体が変わるのです。
強制送風の場合、空気をあらかじめ温めなければならず、その後でその空気がウェーハの表面を温める必要があります。つまり、常に時間的な遅れが生じます。一方、IR加熱ではこの中間段階が不要で、電磁波を直接対象物に送り込むことができます。待つ必要はありません。
待つことの実際のコスト
ホットエアシステムは大型で、所定の温度に到達するために大量の空気が必要です。そのため、起動時間や冷却時間も長くなります。ファブでは、待つ1秒1秒が無駄なコストとなります。一方、IRランプは即座にウェーハの表面を温めることができます。これにより、熱的なインダクタンスがなくなり、応答速度が飛躍的に向上します。
石英シールドの重要性
ランプを守るために、高純度の石英ガラス製のシールドが使用されます。これには2つの効果があります。1つ目は、汚れや不純物が加熱要素に触れるのを防ぎ、ランプが早期に破損するのを防ぐことです。2つ目は、熱勾配を調整することです。石英は短波長のIR放射線を吸収せずに通し抜けさせるため、非常に優れています。
しかし、注意点もあります。シールドは正確に位置づけられていなければなりません。ランプと石英の間にわずかな隙間があっても、ホットスポットが発生します。そして、ホットスポットは大変な問題です。気づく前に基板上に変形が生じてしまいます。
トレードオフ
IR加熱は非常に強力です。熱密度が高いため、多くのウェーハを迅速に処理できます。しかし、その力には代償が伴います。冷却装置に大きな負荷がかかります。もし冷却システムがランプから発生する熱に対応できなければ、機械が停止してしまいます。
つまり、より高速な処理が可能になる反面、機械の冷却システムにより多くの労力が必要になります。