真空チャンバーの壁を加熱するのはやめましょう。
真空状態でウェーハや基板を加熱しようとするとき、エネルギーは一箇所に集中してほしいものです。しかし問題は、ほとんどのシステムにおいて「熱の散逸」が起こってしまうことです。赤外線放射は目的の部分に当たる代わりに、チャンバーの壁に吸収されてしまいます。これはエネルギーの無駄遣いであり、また装置の外側が危険なほど熱くなってしまいます。誰も、触っただけで火傷をするような機械は好みません。
だからこそ、方向性のある赤外線技術を使用するのです。
実際の仕組み
一般的なIRランプは、360度全方位に熱を放出します。しかし真空状態では、対流によって熱が移動することはないため、すべて放射によって伝わります。もし普通のランプを使えば、チャンバーの壁が余分なエネルギーを吸収する“巨大なスポンジ”の役割を果たしてしまいます。
これを解決するために、反射器を使って波長を調整し、ビームを集中させます。そうすることで、熱が目的の部分にのみ当たり、壁は冷たいままです。とても簡単です。
ハードウェアの面
私たちは通常、高出力密度の石英管を使用します。これは、熱を素早く発生させるのに最適です。また、短波長の赤外線を使用することで、エネルギーが周囲の大気に影響されずに直接基板に届きます。
しかし、出力密度には注意が必要です。確かに、高出力のランプなら素早く温度を上げられますが、電源に大きな負荷がかかります。反射器の角度を正しく設定しないと、フィラメントが焼けたり、ワークピースに熱の集中点ができたりする恐れがあります。
最善のアドバイスは、ランプの長さを目的とする領域にぴったり合わせることです。そうすれば、エネルギーが端に漏れ出るのを防げます。
安全を確保する
方向性加熱の最大の利点は、安心感です。熱が集中したビームの中に閉じ込められているため、操作員が外側のケーシングによって火傷する心配はありません。そのため、チャンバー全体を覆うような重厚な断熱材や高価な水冷装置は不要です。単純に配線を行い、反射器の位置を調整すれば、熱は正しく目的の場所に送られます。