時間の無駄をやめよう：なぜ半導体の加工には真空赤外線加熱が最適なのか
もし今も半導体の深層加工において熱風を利用しているのであれば、おそらく待つ時間だけで多くの時間が浪費されていることでしょう。
真空赤外線ヒーターに切り替えることは、単なる「高性能化」ではありません。実際には、ウェーハに熱を与える方法が全く異なるのです。考えてみてください。強制送風の場合、熱を移動させるためにガスが必要です。しかし、真空状態ではそのガスは存在しません。赤外線は光子を使って直接エネルギーを基板に送り込むので、中間媒介物は不要です。
速度が重要なポイントです。
熱風を使う場合、面倒な遅延が生じます。まず空気が温まり、次に壁が温まり、最終的に部品が温まります。とても遅いのです。一方、赤外線は即座に対象物に熱を与えます。
これを「時間コストの削減」と呼びます。チャンバーが熱を吸収する間、何もせずに待つ代わりに、スイッチを入れるとすぐに反応が起こります。大量生産の場合、この数秒の短縮は、処理できるウェーハの量を大幅に増やすことにつながります。
ただし、適当なランプを使ってはいけません。
真空環境下で作業するには、特別な装置が必要です。私たちは石英製のケースを使用しています。これは、圧力差に耐えられるからです。これは、機械が正常に動き続けるための必須条件です。
最も良い点は、小さなスペースで大量の熱を得られることです。エネルギーを正確にウェーハのある場所に集中させることができ、真空容器全体を温めるための無駄なエネルギーを省くことができます。
ただし、注意が必要です。パワー密度に注意しなければなりません。ランプの配置が不均衡だったり、ウェーハが回転していない場合、局所的に過度に熱が集中し、仕上がり品質が悪くなる可能性があります。また、迅速な赤外線反応のためにPIDコントローラーも調整が必要です。そうしないと、目標温度を超えてしまい、基板が損傷する可能性があります。
生産性に関して言えば、赤外線を使えば、より小さいチャンバーを使っても、はるかに速い速度で温度を上げることができます。数分ではなく、数秒で部品を所定の温度に到達させることができます。
これはトレードオフです。単純な送風ファンを諦める代わりに、電磁波の精度を得ることができます。深層加工を行う私たちにとって、これは喜んで受け入れる価値のある取引です。