真空チャンバーを加熱するのはやめて、ウェーハを加熱しましょう。
半導体製造現場で働いたことがある人なら、その苦労はよくわかるでしょう。ウェーハを所定の温度にする必要がありますが、チャンバー全体がオーブンのようになってしまっては困ります。
一般的なIRランプは、熱をあらゆる方向に放出してしまいます。真空中では、そのエネルギーは装置の内壁に向かってしか行き場がありません。結果として、装置の筐体が巨大なヒートシンクのように機能し、作業員は火傷の危険に直面します。
しかし、もっと良い方法があります。
鍵は、熱の指向性です。
熱をあちこちに散らす代わりに、指向性の高いIRランプを使用します。これは、通常の電球から懐中電灯に切り替えるようなものです。内部の反射板や特殊なコーティングを使って、熱エネルギーを正確に目的の場所に送り込み、筐体から遠ざけます。
そうすれば、装置の外側は冷たいままで済み、真空冷却システムも過負荷になることはありません。
ただし、真空環境では注意が必要です。
普通のランプをそのまま使うわけにはいきません。ほとんどの材料は「ガスを放出」してしまい、それが工程を台無しにしてしまいます。これは汚染の原因となります。
私たちは、高純度の石英や信頼性の高いシール材を使用してこの問題を解決しています。これらのチューブは、圧力差に耐えるように設計されており、真空状態を乱すことはありません。単純に効果的なのです。
ただし、一つだけ問題点があります。
熱を一点に集中させると、エネルギー密度が上昇します。効率は高くなりますが、焦点を正確に合わせる必要があります。ウェーハが少しでも中心からずれると、基板が変形する可能性があります。まさに細心の注意が必要です。だからこそ、これらのランプは精密なPIDコントローラーと一緒に使われるのです。正確な温度制御が求められます。
最良の点は、これらのランプは既存の装置にそのまま取り付けられるということです。部品自体に熱が加わり、壁面には熱が伝わりません。余分なシールドや大型の水冷システムを使う必要もありません。よりシンプルで効率的な方法です。