ウェーハの硬化処理を正しく行うためには、光の反射が鍵となります。
ウェーハを硬化させる際、単に「加熱する」というだけではありません。実際には、光子の流れをコントロールしているのです。
問題は、高出力の硬化ランプを使ったとき、その赤外線エネルギーの多くが基板から離れて逆方向に飛んでしまうことです。適切な反射板がなければ、そのエネルギーはすべて空気中に消えてしまいます。これにより作業環境がオーブンのようになり、冷却システムに負担がかかり、電気代も高くなります。これは無駄遣いです。
なぜ金を使うのか
なぜアルミニウムのような安価な材料ではなく、金でコーティングされた反射板を使うのかというと、それは光の物理的性質に関係しています。金は、長波長や中波長の赤外線を効果的に反射できるのです。
アルミニウムは余計なエネルギーを吸収してしまいますが、金はそうではありません。つまり、ランプから出るエネルギーのほぼ全てがターゲットに届くのです。
しかし、コーティングだけでは不十分です。反射板の形状も重要です。正しい幾何学的形状を実現すれば、乱雑な光を集中したビームに変えることができます。そうすれば、電圧を危険なレベルまで上げることなく、ウェーハに十分な熱を与えることができます。
難しい点
ここが通常、問題が発生する部分です。反射板をランプの形状に合わせるのは非常に微妙な作業です。
焦点が数ミリしかずれているだけでも、過熱部分ができてしまいます。このような不均一な温度分布により、ウェーハが変形したり、硬化が不均一になったりします。これは非常に厄介で、コストもかかります。
また、金はデリケートです。少しのほこりや指紋でも、すべてを台無しにしてしまいます。表面の油分も局部過熱の原因となり、コーティングが剥がれてしまうこともあります。長持ちさせるためには、密封された容器やクリーンルームで管理する必要があります。
実際のメリット
この設定がうまく機能すれば、目に見てわかります。目標とする温度に到達するのが早くなり、処理時間も短縮されます。
また、エネルギーが集中しているため、出力を下げても同じ程度の熱を得られます。これは装置にとって大きなメリットです。ランプのフィラメントへの負担も減り、壊れる頻度も大幅に低下します。
ダウンタイムが減り、無駄も減ります。本当に効率的に機能するプロセスが実現されます。