赤外線加熱と強制対流加熱：真空環境下での実際の状況を見てみよう
もし、熱風循環式の加熱方式から、真空環境に適した赤外線加熱方式に切り替えようとしたことがあるなら、熱管理の仕方が全く変わることをご存知でしょう。
強制対流加熱では、熱を移動させるための媒体が必要です。しかし、真空環境ではその媒体が存在しません。空気がないので、ウェハーに熱を伝えることはできません。そこで役立つのが赤外線加熱です。赤外線加熱では、電磁波を直接利用して対象物を加熱します。中間媒体は不要です。
時間は常に進行している
熱風システムは反応が遅いです。巨大な熱慣性のため、チャンバーが安定するまで何分、時には数時間も待たなければなりません。これは大きな障害です。
一方、赤外線加熱器はほぼ即座に加熱できます。加熱にかかる時間は数分から数秒に短縮されます。生産効率を上げるためには、部屋全体を温めずに特定の領域だけを急速に加熱できることが重要です。そうすれば、プロセスが停滞することもありません。
クリーンルーム内での適切な使用法
もちろん、適当なランプを使ってはいけません。真空環境に適した赤外線ランプは、ガス漏れが起きないように、特殊な石英やフィラメントを使用しています。わずかな不純物の混入でも、クリーンルームの環境が台無しになってしまいます。
私たちは、真空度を保つために高純度の材料を使用しています。最良の点は、小さなサイズで大量のエネルギーを供給できることです。ウェハーの特定の領域だけを加熱できるので、中心部分がまだ冷たい状態で端部分だけが焼けてしまうということもありません。
注意点
ただし、赤外線加熱も万能なわけではありません。加熱が速すぎると、材料が損傷する可能性があります。したがって、PIDコントローラーが十分に機能するかを確認する必要があります。センサーの反応が遅ければ、温度が過剰に上昇し、結果的に全ての製品が廃棄されてしまいます。
また、冷却システムも十分に強力でなければなりません。サイクルが終了した後、迅速に熱を排出できなければ、加熱時に節約された時間は冷却時に失われてしまいます。