真空状態での加熱をやめよう：なぜ真空IRが最適なのか
半導体の高度な加工を行っている人なら、チャンバーの温度が適切になるのを待つために、長い時間を費やしてきたことでしょう。多くの人々は、標準的な方法として熱風循環方式を利用しています。しかし問題は、強制対流方式では速度が遅いという点です。つまり、まず空気を加熱し、その空気がウェーハを加熱するのを待つ必要があるのです。
真空状態では、それは単なる時間の無駄に過ぎません。
だからこそ、私たちは真空IRランプを使用するのです。媒体を使わずに、電磁波を直接ウェーハ表面に当てるのです。これなら効率的です。
待つことの真のコスト
少し物理学について考えてみましょう。熱風を使う場合、チャンバーが所定の温度に達するまで待つ必要があります。これはゆっくりとした過程です。しかしIRを使えば、エネルギーの伝達はほぼ即座に行われます。
小さな違いに思えますが、大量生産の場合、1サイクルあたり数分節約できれば、毎月何千枚ものウェーハを追加で処理できることになります。これは大きな利益となります。
真空状態での清潔さの維持
真空状態で作業すると、さらに難しさが増します。単にファンを使ってランプのハウジングを冷却するだけでは不十分です。
これを解決するために、特殊な石英製のケースや、ガスを放出しない素材を使用します。これにより、ウェーハが汚染されることなく、清潔な状態を保つことができます。また、小さなスペースでも高い熱密度を得られるため、チャンバー全体を加熱する必要なく、特定の部分だけを加熱することができます。
デメリット
しかし、すべてが理想的というわけではありません。高強度のIRは非常に激しいため、電源装置に大きな負担をかけ、精度の高いPID制御が必要です。
センサーの誤差が少しでもあると、目標温度を超えてしまい、ウェーハが損傷してしまう可能性があります。そのため、熱の変化に迅速に反応できるフィードバック回路が必要です。
しかし、一度それをうまく調整できれば、チャンバー内の不要な場所にエネルギーを無駄にすることなく、必要な場所に正確にエネルギーを供給できるようになります。