加熱室がオーブンのようになるのを防ぎましょう
半導体用加熱室を自作したことがある人なら、その苦労がわかるでしょう。実際にウェーハを所定の温度まで上げるのは簡単です。本当の問題は、装置の内壁が過度に熱くなり、人が火傷を負う危険が生じることです。
一般的な加熱要素は、エネルギーを四方八方に放出します。これでは効率が悪いです。高価な機器の内壁は、この無駄な熱を吸収してしまい、結果として装置全体が安全上のリスクとなります。
私たちは、指向性のある赤外線ランプを使ってこの問題を解決しています。
熱を適切な場所に送る
これは、電球と懐中電灯の違いに似ています。電球は部屋全体を照らしますが、懐中電灯は必要な場所だけを照らします。
私たちの赤外線ランプも同じ原理で動作します。放射熱を特定の対象物に集中させるのです。ビームが狭いため、装置の内壁に当たるエネルギーは大幅に減少します。
その結果、ウェーハは必要な熱を得られますが、装置の外側は触っても温かくありません。
デメリットとその対処法
この方法の利点の1つは、装置のサイズを小さくできることです。内壁が過度に熱くならないため、厚い断熱材で内壁を覆う必要がありません。
しかし、赤外線加熱はほぼ即座に行われるため、PID制御が非常に重要です。通常、高精度の熱電対を組み合わせて、目標温度を正確に維持します。センサーの誤差が数ミリメートルでも、ウェーハが損傷する可能性があります。微妙なバランスが求められますが、それに見合った価値があります。
装置を守る
内壁の温度を下げることは、作業員の安全だけでなく、装置自体を守るのにも役立ちます。装置の内部が過度に熱くなると、電子部品が劣化し、シール部分が乾燥して割れてしまいます。熱負荷を集中させることで、装置全体の寿命を延ばすことができます。
ただし、ビームを集中させると、焦点部分に非常に高温の領域ができます。そのため、冷却ファンや排気システムが十分に強力であることが必要です。そうでないと、局所的な過熱が発生する可能性があります。