オーブンが温まるのを待つのはやめましょう：IR加熱の利点
半導体製造に携わったことがある人なら、待つという行為がどれほどイライラするかご存知でしょう。特に、強制送風装置が所定の温度に達するのを待つのは、まるで永遠に続くように感じます。
だからこそ、私たちの多くは赤外線（IR）ランプを使うようになっています。
実際の違いはこうです。強制送風方式では、まず空気を加熱し、その後チャンバー全体を加熱しなければなりません。その後で初めて熱がワークピースに届きます。これは中間者が必要な仕組みです。一方、IRランプはその中間者を省略します。直接的に放射エネルギーを基板上に送り込むのです。
非常に速いのです。本当に速い。
強制送風を使う場合、巨大な熱慣性に悩まされます。設定した温度に到達するまで、何分もタイマーを見て待たなければなりません。一方、IRランプを使えば、数秒で作業に適した温度に到達します。
エンジニアにとっては、これは大きなメリットです。面倒な「ウォームアップ」の時間がなくなります。待つ時間が減り、実際の処理時間が増えるため、1回の処理にかかる時間が大幅に短縮されます。
さらに、クリーンルームの観点からも有利です。空気を送風すると、たとえ最良のHEPAフィルターを使っていても、高速の熱風が吹き抜けることで、不要な粒子が基板上に付着してしまいます。一方、IRランプはそんなことはありません。ほこりを飛ばしたり、破片を舞い上げたりすることもありません。また、ウェーハを傷つける心配もありません。
そして、巨大な送風機や複雑なダクトが不要なため、設備が占めるスペースも大幅に削減されます。
ただし、これは魔法の杖ではありません。注意すべき点もあります。熱が急速に伝わるため、PIDコントローラーの設定が完璧でなければ、目標温度を超えてしまう可能性があります。また、「影」の問題もあります。部品が重なっている場合、IR波は隠れた部分には届きません。
ですから、ランプの配置や反射板の使い方に工夫が必要です。そうしないと、熱が偏ってしまい、薄い薄膜基板が変形してしまう可能性があります。それは誰も望まないことです。