装置を加熱するのをやめて、ウェーハを加熱しましょう
ウェーハ加熱ステーションを設置する際には、シリコンにエネルギーが直接当たるようにしたいのです。ケースの中にエネルギーが漏れ込むのは避けたいのです。
問題は、一般的な赤外線ランプではエネルギーがあらゆる方向に放出されてしまうことです。狭い半導体製造装置の中では、その無駄なエネルギーが内壁に跳ね返ってしまいます。すると、装置のケース自体が巨大な放熱装置になってしまいます。これでは部品が変形したり、最悪の場合、作業員が火傷する危険もあります。
エネルギーを適切な場所に送る
これを解決するために、指向性のある赤外線技術を利用します。単に石英管を挿入してみるだけでは不十分です。特定の反射板やコーティングを使って、赤外線の波を正確にウェーハ表面に向けます。これにより、「余計な」放射があちこちに漏れ出し、チャンバーの壁に当たるのを防げます。結果として、エネルギーは本来あるべき場所に行くのです。
距離と安全性のバランス
ランプの取り付け位置は非常に重要です。近すぎると、ウェーハ上で部分的に過度に加熱されてしまいます。逆に遠すぎると、迅速な加熱ができません。私たちは、この距離を何度も調整しています。目標は、内壁が触れても大丈夫なほど冷たく保つことです。ランプが指向性を持っているので、装置全体に重厚な冷却装置を装着する必要はありません。
注意点
しかし、これは魔法のような解決策ではありません。ビームを集中させると、焦点部分の温度が上昇します。そのため、PIDコントローラーを適切に調整しなければ、目標温度を超えてしまいます。そして最も重要なのは、光学部品を清潔に保つことです。ほこりや化学薬品が反射板に付着すると、ビームが散乱してしまいます。そうなると、再び過熱状態に戻ってしまいます。光学部品を常に清潔に保つことが、安全性を確保するためには不可欠です。