なぜウェーハ加工には金メッキされた赤外線反射器が使われるのか
クリーンルームで作業を行う際、重要なのは単に「物を熱くする」ということだけではありません。重要なのは精度です。シリコン表面に届くエネルギーのすべてが無駄にならず、装置の内部に消えてしまわないようにする必要があります。
そこで役立つのが金メッキされた赤外線反射器です。これにより、エネルギーの無駄遣いが防がれ、温度分布も安定します。
金の素晴らしさ（そしてなぜアルミニウムではダメなのか）
通常のアルミニウム製の反射器を使うと、多くの赤外線エネルギーが吸収されてしまいます。つまり、エネルギーが無駄に失われてしまうのです。
私たちが金を使うのは、近赤外線から中赤外線までの光を効果的に反射させるからです。ケースに薄い金の層を加えることで、エネルギーを集中させることができます。
最良な点は、電圧を上げてシステムに負担をかけることなく、ウェーハ上の熱密度を大幅に高めることができる点です。
適切な温度の設定
このようなヒーターを設計する際に重要なのは、焦点の位置です。
金メッキされた反射器を使えば、一般的な赤外線オーブンで見られるような「端部分でのエネルギー損失」の問題がありません。そのおかげで、300mmサイズのウェーハ全体に均一な温度を得やすくなります。
しかし、出力には注意が必要です。狭い範囲に過度なエネルギーを与えると、クォーツ製のケースが過熱したり、ウェーハに過度な熱ストレスがかかったりします。PIDコントローラーの応答時間に合わせて調整することが重要です。これが、温度が乱れるのを防ぐ唯一の方法です。
トレードオフ
これらの製品はクリーンルーム向けに作られているため、粒子やガスを放出しない材料が使用されています。つまり、クリーンなのです。
しかし、金は敏感な素材です。表面に油や汚染物質が付着すると、反射率が低下してしまいます。そうなると、熱の分布が乱れてしまいます。強力な溶剤で洗ってもダメです。コーティングに傷がつくと、ウェーハ上に熱の集中点ができてしまいます。微妙なバランスが求められますが、その分、成果は素晴らしいものになります。