時間の無駄をやめよう：ウェーハの加熱において、なぜ赤外線加熱がホットエアより優れているのか
待つという時間のロスについて話しましょう。
半導体製造では、長年にわたってホットエアを利用してきました。しかし問題は、ホットエアの速度が遅いことです。空気という媒体が必要であり、まずチャンバー全体を加熱し、その後チャンバー内の空気を加熱し、最終的にウェーハを加熱する必要があります。これは多くのステップが必要です。
一方、赤外線加熱では、そうした手間が一切不要です。空気の動きは気にせず、直接シリコンにエネルギーを与えるだけです。時間は刻々と過ぎていく
赤外線加熱を使えば、「ウォームアップ」の段階がほとんど不要になります。数分ではなく、数秒で目標温度に到達します。
加熱や冷却のサイクルを考えてみてください。空気を加熱するのをやめて、直接ウェーハを加熱すれば、処理能力が大幅に向上します。1時間あたりに処理できるウェーハの枚数が増え、計器の値が上がるのを待つ必要もありません。これは作業効率にとって大きなメリットです。バランスの取り方
しかし、単に出力を上げるだけでは不十分です。距離も適切に調整する必要があります。
赤外線ランプが近すぎると、局所的に過度に加熱されてしまったり、最悪の場合、ウェーハの表面が損傷することもあります。逆に、距離が遠すぎると、加熱効率が低下し、処理時間が再び長くなってしまいます。
通常は、1平方センチメートルあたりのワット数を確認して適切な距離を決定します。高密度の赤外線アレイを使用すれば、ランプをもっと離して設置しても同じ程度の加熱効果が得られます。これにより、速度を犠牲にすることなく、チャンバーのスペースを有効活用できます。デメリット
もちろん、完璧な方法というのはありません。
赤外線は方向性があるため、見える範囲しか加熱できません。ウェーハの形状が複雑であったり、カセットに入れて一括で処理する場合は、単にランプを設置するだけでは不十分です。冷えた部分ができないように、反射板や多角度アレイが必要です。
また、制御に関しても注意が必要です。赤外線は即座に反応します。PID制御が遅いと、コントローラーが何が起こったか気づく前に、温度が上昇してしまいます。これは、製品の品質を台無しにする原因になります。光の速さに追いつける制御システムが必要です。