加熱サイクルの時間：なぜ真空下では赤外線が熱風より優れているのか
半導体の高度な加工を行う場合、最も問題となるのが「時間コスト」です。
多くの人はまず熱風を使って加熱を行います。これでも効果はありますが、速度が遅いのです。つまり、空気を温めて、その空気がウェーハを温めるのを待つわけです。しかし、真空環境では空気が存在しないため、この方法は使えません。つまり、中間媒体がないのです。
そこで役立つのが、真空対応型の赤外線ヒーターです。赤外線ヒーターは、何か媒体を介さずに直接エネルギーを基板上に照射します。これにより、処理時間が大幅に短縮されます。**本当に速いのです。**これにより、作業プロセス全体が大きく変わります。
オーブンが温まるのを待つ必要はない
熱風式のシステムには「熱慣性」という問題があります。つまり、反応が遅いのです。ワークピースが温まる前に、チャンバーの壁や空気全体を温めなければなりません。これは大きなボトルネックです。
一方、赤外線ランプは異なります。数秒で目標温度に到達します。直接熱が伝わるため、わざわざオーブンが冷却されるのを待つ必要はありません。**非常に速いのです。**これにより、作業効率が大幅に向上します。
真空環境のデメリット
ただし、どんなヒーターでも使えるわけではありません。
一般的なヒーターは「ガスを放出する」傾向があります。高真空環境では、ヒーター上に付着している少量の潤滑剤や有機化合物がウェーハを汚染してしまいます。これは避けたい問題です。
これを防ぐために、石英製のケースや、真空環境に適した電極を使用します。これにより、漏れや汚染が防げます。
注意すべき点は、出力密度です。高出力の赤外線ランプは、狭い空間に多くの熱を蓄えます。もしチャンバーの冷却機能が十分でなければ、ウェーハに当たらない熱がシール部分を歪めてしまいます。スイッチを入れる前に、仕様を確認してください。
より多くのウェーハを処理できる
ここでの最大の利点は、制御性です。
赤外線ヒーターを使えば、短時間で急激に加熱し、処理を行った後すぐに冷却できます。巨大なオーブンが冷却されるのを待つ必要はありません。
現場のエンジニアにとっては、1時間あたりの処理可能なウェーハの数が大幅に増えます。つまり、対流式の場合に必要な長い加熱時間が不要になります。単純な送風機の代わりに、正確な出力制御装置と真空封止型のランプを使えば、処理能力が飛躍的に向上します。