もうヒーターを待つのはやめましょう：ウェーハ処理においてIR加熱がなぜ強制送風より優れているのか
半導体の高度な加工に従事している人なら、待つという行為がどれほどイライラするものかを知っているでしょう。
私たちの多くは、強制送風方式に慣れています。表面に熱い空気を当てて、望ましい結果が得られることを願うわけです。しかし問題は、その速度が遅いということです。空気が熱くなるのを待ち、さらにその熱がシリコンに浸透するのを待たなければなりません。まるで、生産のタイムリミットの中で絵の乾くのを待っているようなものです。
秘密は、中間媒体を省略することです。
IR加熱では、空気を使わず、電磁波を直接ウェーハ表面に当てます。これにより、光速で加熱が行われます。チャンバーが「温まる」のを待つ必要はありません。スイッチを入れるだけで、ウェーハは即座にそのエネルギーを吸収します。
エンジニアにとってこれは大きな利点です。従来の強制送風方式では安定するのに10分かかる場合でも、精密なIR加熱システムでは数秒で済みます。これは、日々の業務時間を大幅に節約できることを意味します。
安定性の維持
もちろん、速度が速すぎるとコントロールが難しくなります。温度が急激に上昇して、製品が壊れてしまうのは避けたいですよね。
そのため、IRセンサーを使って常に表面温度を監視し、適宜出力を調整します。そうすることで、状況を安定させることができます。この分野では、5度の温度変動だけで全てが台無しになってしまう可能性があります。だからこそ、このような安全装置があるのは心強いのです。
そして、追加のメリットとして、床面積が広がります。重たい送風機や、部屋の半分を占める配管類も不要になります。
デメリット
ただし、これは魔法ではありません。IR加熱には欠点があります。それは、方向性があるということです。
熱風は部品を毛布のように包み込みますが、IRは直線的にしか届きません。ウェーハの形状が複雑だったり、何層ものチップがある場合、冷たい部分ができてしまいます。
ライトの位置や反射板の角度を慎重に設定する必要があります。配置を間違えると、ウェーハが歪んでしまいます。事前に十分な計画が必要ですが、一度正しい配置にしてしまえば、その速さのおかげで努力が報われます。