ウェハーを加熱する際に熱が無駄に消費されるのを防ぎましょう。
シリコンウェハーを加熱するには精度が重要です。しかし、一般的なIR装置を使ったことがある人なら、その問題をよく知っているでしょう。つまり、熱がウェハーに当たらず、真空チャンバーの内壁に直接当たってしまうのです。そうなると、機械の外側がとても熱くなり、人が火傷を負う危険があります。これは単なる無駄なエネルギーの浪費です。
私たちは、熱がどこに向かうかをより正確に制御することでこの問題を解決しています。
ビームの方向を正確に制御する
ほとんどのIRランプは、全方位に熱を放出します。ウェハー加工においては、これは全く役立ちません。
そこで、私たちは短波長のIRエミッターと、ビームを絞り込むための反射器を組み合わせて使用します。これは、通常の電球から懐中電灯に切り替えるようなものです。そうすれば、エネルギーがウェハー表面に直接集中し、散乱することがありません。
その結果、熱が集中した領域ができます。光子が機械の外壁に当たらないため、機械の壁自体は冷たいままです。
実際の制約事項
これを実現するためには、高ワット密度の石英ランプを使用します。これらのランプは強度が高く、集中した出力による大きな熱ストレスに耐えられます。ただし、電源がこの高密度のランプが要求する電圧降下に対応できるかを確認してください。
しかし、方向性のある反射器は、通常のランプよりもスペースを多く必要とします。古くて狭いケースにそのまま設置することはできず、十分な間隔を確保する必要があります。また、設置時にも正確さが求められます。反射器の位置が数ミリでもずれると、ウェハーに熱点ができ、焼成処理が台無しになります。
機械の安定した運転を保つ
方向性のある加熱方式の利点は、機械の外殻にある大音量の冷却ファンを使わなくて済むことです。これにより、操作者や周囲の人々が安全に作業できます。
配線を行う際には、接続部分に酸化がないか必ず確認してください。これらのランプは多くの電流を消費するため、端子に少しでも抵抗があると、コネクタが壊れてしまいます。また、反射器を清潔に保つことも大事です。鏡面にほんの少しのほこりがつくだけで、焦点が合わず、熱が再び機械の内壁に戻ってしまいます。