クリーンルーム内のベンチヒーティングを最大限に活用する方法
もし、これまでにシリコンウェハを加熱する作業をしたことがあるなら、その苦労はよくわかるでしょう。エネルギーを供給しているにもかかわらず、その多くが無駄に消えてしまいます。そのエネルギーはケース内に漏れ出し、電力の無駄遣いになり、全体の温度が上昇してしまいます。
だからこそ、金メッキされた反射板を使用するのです。聞こえは派手ですが、実際はとてもシンプルです。金は赤外線を反射する能力に優れています。そのため、その熱が無駄に散逸するのを防ぎ、ほぼ全てのエネルギーをウェハに直接当てることができます。
物理的な原理は以下の通りです。
通常の石英ランプを考えてみてください。それは360度全方位に熱を放出します。つまり、エネルギーの半分が無駄になってしまいます。金メッキされた放物面反射板を使えば、後方に向かう光を再び屈折させることができます。そうすることで、分散した熱を集中したビームに変えることができます。ワット数を増やすことなく、より高い熱密度を得ることができます。
製造における詳細です。
クリーンルーム内ではスペースが限られているため、これらのランプは小さなサイズで設計されています。高純度の石英を使用するのは、クリーンルーム内でガスが発生するのを避けるためです。
金メッキは真空蒸着法を用いて施されます。これにより、表面が均一になります。なぜ重要かというと、表面に凹みや凸みがあると「ホットスポット」ができてしまい、それが原因でウェハがひずんでしまいます。
注意点です。
金は強力ですが、同時に繊細でもあります。単純に研磨剤や強力な化学薬品を使って反射板を傷つけてはいけません。金層に傷がつくと、熱を集中させる機能が失われてしまいます。最善のアドバイスは、反射面に触れないことです。
また、サイクルタイムにも注意が必要です。金は熱を非常に効率的に集中させるため、アルミニウムを使用した場合よりもウェハの温度が急速に上昇します。そのため、PIDコントローラを調整して、目標値を超えないようにする必要があります。また、冷却ファンが十分でない場合、ベンチの温度が通常よりも高くなってしまいます。作業を始める前に、空気の流れを確認しておきましょう。