真空状態でシリコンウェーハを加熱する際の問題点は、空気がないということです。空気がないと対流も起こらず、放射熱に頼るしかありません。もし通常の反射材を使用すると、その貴重なエネルギーの多くがチャンバーの壁に漏れてしまいます。これは無駄遣いです。
これを解決するために、金コーティングを使用します。聞こえは高級そうですが、目的は単純です。つまり、エネルギーの漏れを防ぎ、その熱を再びウェーハに戻すのです。
なぜ金か？ それは、金が赤外線をどのように扱うかという点にあります。アルミニウムや研磨された鋼鉄よりも、金の方が赤外線を効果的に扱えます。反射材に薄い金の層を塗ることで、装置が熱を吸収するのを防ぐのです。
その結果、ランプから出るエネルギーのほぼ全てが直接ウェーハに届きます。これにより、温度分布が均一になり、加熱時間も大幅に短縮されます。単純に、効果的に機能するのです。
熱の処理 空気がないため、ランプは非常に高温になります。早期に壊れないように、高純度の石英や特殊なフィラメントを使用します。
そして、最良の点は、金コーティングによってビームが集中されるため、総出力を下げても目標とする表面温度に到達できるということです。これにより、真空ポンプや冷却装置にかかる負担が軽減され、装置へのストレスも少なくなります。
注意すべき点 金はエネルギー効率が高いですが、柔らかい素材です。どうか、ウェーハのためにも、これらの反射材を研磨剤や強力な化学薬品で洗ったりしないでください。そうするとコーティングが剥がれてしまいます。ちょっとした傷でもウェーハに冷たい部分ができ、問題が発生します。私たちは、これらの反射材の内部を「触ってはいけない領域」として扱います。
また、電源も注意が必要です。金コーティングされた部屋は非常に効率的なため、熱密度が急速に上昇する可能性があります。PID制御が正しく調整されていない場合、温度が上がり過ぎてウェーハが変形してしまうことがあります。ワット数がランプに適していれば、問題ありません。