時間との戦いにおいて、なぜIR加熱がホットエアより優れているのか
半導体製造に従事している人なら、時間こそが最も大きなコスト要因だということを知っています。ウェーハが適切な温度に達するまでにかかる1秒1秒が、予算の無駄遣いとなります。
多くの場合、最初はホットエアを使って加熱しますが、これには根本的な問題があります。つまり、わずかな物体を温めるために部屋全体を温めなければならないのです。空気が流れて、チャンバーの壁面が熱を吸収し、雰囲気が安定するまで待たなければならず、その間、基板は全く温まりません。これは非常に非効率的です。
IR加熱は、この中間工程を省くのです。
空気を使う代わりに、電磁波を使って直接材料にエネルギーを与えます。これならほぼ瞬時に加熱が完了します。ファンが動き出すのを待ったり、空気が循環するのを待ったりする必要はありません。数秒で所定の温度に到達します。エンジニアにとっては、これは大きな利点です。なぜなら、処理時間が大幅に短縮されるからです。
また、「冷たい部分」の問題についても言及しましょう。
空気対流では、特に大きなウェーハ全体に均一に熱を与えるのは難しいです。一方、IR加熱では、熱を特定の領域に集中させることができます。ランプの配置を調整することで、端や中心部の温度を一定に保つことができます。不均一な加熱が少なくなるため、廃棄物も大幅に減ります。
さらに、クリーンルームのスペースも有効活用できます。巨大な送風機や複雑なダクトを取り除くことができ、よりシンプルな構造になります。
もちろん、完璧なわけではありません。注意点もあります。
IRは方向性があります。空気は物の周りを回り込みますが、IRは直線的な経路が必要です。もし部品の形状が複雑だったり、深い凹みがあったりすると、熱が届かない「影の部分」ができてしまいます。
そのため、ランプの角度をうまく調整する必要があります。時には、反射板を使ってエネルギーを影の部分に向けて送る必要もあります。間違った配置をしてしまうと、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。