なぜ方向性を持つIR加熱がUHP半導体製造において重要なのか
ほとんどの加熱素子は、あらゆる方向に熱を放出します。つまり、360度全方位にエネルギーが放出されるわけです。半導体製造においては、これは問題です。実際に部品を加熱する代わりに、装置の内壁が過剰に加熱されてしまいます。さらに悪いことに、装置の外殻が危険なほど熱くなってしまいます。
私たちは別の方法を用いています。方向性を持つUHP赤外線ランプを使用することで、熱を正確に必要な場所、つまりウェーハや基板の上にだけ集中させます。
実際の動作原理
これは、電球から懐中電灯に変わったと考えればわかりやすいです。特別な反射板や石英製のケースを使うことで、装置全体が熱くなるという「オーブン効果」を防ぎます。空気や金属製の外殻が温まる代わりに、IRエネルギーが直接対象物に当たります。そうすることで、必要な速さで温度が上昇しますが、装置の外殻が危険なほど熱くなることはありません。
クリーンな環境の維持
クリーンルームでは、ごくわずかな汚染でも全てを台無しにしてしまいます。そのため、高純度の合成石英を使用しています。これにより、金属イオンや異物などが高温状態でも漏れ出ることがありません。また、フィラメントの出力も厳しく制御されているため、各エリアの温度が一定に保たれます。
デメリット
ただし、熱が集中するため、対象物に与える影響も大きくなります。PIDコントローラーの設定が適切でなければ、温度が過剰に上昇したり、不快なホットスポットが発生したりする可能性があります。そのため、ランプの位置や冷却システムをうまく調整して、安定した状態を維持する必要があります。
安全性の確保
熱が壁の中に漏れ出るのを防ぐことは、単に電気代を節約するだけでなく、装置の外側の部分を冷やす効果もあります。手動での修理や定期的なメンテナンス時に、作業員が火傷する心配もありません。これにより、装置全体の熱管理がずっと容易になります。