IR加熱と熱風加熱：ウェーハ処理においてなぜ切り替えが重要か
もし、深層加工において熱風循環方式をIR加熱に置き換えようと考えているのであれば、単に新しいヒーターを選ぶだけではありません。実際には、すべての処理を遅らせる原因となる「熱伝達の遅れ」という問題を解消することになります。
待つ時間
強制送風式の場合、まず空気を温め、次にチャンバーの壁面が温まり、最終的に熱がウェーハに届くまで時間がかかります。これは非常に遅いプロセスです。
一方、IR加熱は異なります。電磁波を利用しているため、光子が直接ウェーハ表面に当たります。そのため、非常に迅速です。数分ではなく、数秒で目標温度に到達します。大量生産を行っている場合、この数分間のロスは単なる迷惑ではなく、生産効率に大きな影響を与えます。
最適な距離の調整
ここが難しい点です。ランプとウェーハの距離です。ランプを近づけすぎると、熱の集中が起こり、ウェーハが損傷する可能性があります。逆に、遠くに置きすぎると、IR加熱特有の強力な加熱効果が失われます。
通常は、1平方センチメートルあたりに必要なワット数を考慮して調整します。しかし、IR加熱の利点は、熱を特定の領域に集中させることができる点です。ランプの高さを調整したり、反射板を使って熱がウェーハ全体に均等に分布するようにできます。
注意点
ただし、IR加熱は非常に強力です。そのため、単に接続しておいて他の作業をしていてはいけません。強力な加熱効果のため、迅速に反応するPID制御やセンサーが必要です。そうでないと、目標温度を超えてしまいます。また、停電時に急激な冷却ができなければ、温度の変動が起こり、一連の処理が台無しになります。
それでも、そのメリットは大きいです。加熱装置のサイズを小さくでき、処理時間も大幅に短縮されます。深層加工の速度を上げたい人にとっては、これが最善の方法です。