真空環境下での適切な加熱方法
半導体を製造する際には、莫大な量の熱が必要ですが、ウェーハが汚染されてしまっては困ります。通常の抵抗式ヒーターでは、このような状況には対応できません。 そのため、私たちは真空環境に適した赤外線ランプを利用します。このランプは、熱を伝える媒体を使わず、放射によって直接エネルギーを対象物に送り届けます。これはより効率的な方法です。また、「グリーンファクトリー」を実現しようとする人々にとっても大きな利点です。なぜなら、不要にエネルギーを浪費することがないからです。
物理的な原理
考えてみてください。真空中では対流は起こりません。つまり、放射しかありません。 私たちは短波長の赤外線を使用します。なぜなら、長波長のものよりも遥かに速く物質を透過できるからです。この方法の良い点は、エネルギーを直接基板に集中させられることです。ウェーハを温めるためだけに真空チャンバー全体を温める必要がないのです。その結果、消費電力が減り、効率が向上します。 しかし、出力密度には注意が必要です。適切な石英ケースがなければ、高出力のランプを真空中に使用すると、フィラメントがすぐに焼き切れてしまいます。そのため、高純度の石英を使用してガスの漏れを防ぎます。そうしないと、真空封止が破損し、汚染されたシリコンができてしまいます。これは最悪の事態です。
ファクトリー内の清掃
もし今でも古いオーブン式のヒーターを使っているなら、巨大なチャンバーが温度上昇するのを待つ苦労をご存知でしょう。時間がかかります。 一方、目的を絞った赤外線ランプを使用すれば、数秒で目標の温度に到達します。本当に迅速です。 これにより、地球環境や電気代の面で大きなメリットがあります。第一に、ピーク時の消費電力が減ります。第二に、空調システムが部屋を冷却するために使う労力も大幅に減ります。
面倒な点（正直な話）
赤外線加熱は魔法のような解決策ではありません。 強度が高いため、ランプの形状がウェーハに完全に合っていない場合、熱が偏ってしまいます。均一な温度を保つためには、十分なPIDコントローラーが必要です。 また、冷却水回路も確認しておく必要があります。ランプから放出される放射線に耐えられない構造だと、真空封止が破損してしまいます。適切な間隔を確保しないと、週末にゴムパッキンの交換作業をしなければならなくなります。