オーブンを待つのはやめよう：なぜ半導体製造において赤外線加熱が優れているのか
多くの半導体製造ラインでは、依然として熱風循環式の加熱方式が使われている。この方式を使ったことがある人なら、その手間のかかり方を知っているだろう。まず空気を加熱し、その空気がチャンバー内を温め、最終的にウエハーが温まるのだ。これは非常に遅いプロセスであり、まるで大きな鍋の水が沸くのを待つようなものだ。しかし実際には、素早く加熱する必要がある。
だからこそ、多くの人々が赤外線加熱を採用しているのだ。これにより、中間工程が不要になる。部屋全体を温める代わりに、赤外線が直接対象物にエネルギーを与えるのだ。
待つことの真のコスト
熱風式のシステムには「熱慣性」という問題がある。つまり、反応するのに時間がかかるのだ。適切な温度になるまで、何分も画面を見つめて待たなければならない。一方、赤外線加熱なら、数秒で対象物を加熱できる。現場のエンジニアにとっては、これは大きな利点だ。電力代を節約するだけでなく、1時間あたりに処理できるウエハーの数も増える。これにより、全体的な作業効率が上がるのだ。
配線の問題
問題が発生しやすいのは、配線部分だ。一般的なPVCケーブルは使えない。高温になるとすぐに溶けてしまうからだ。そのため、私たちはテフロンコーティングされたケーブルを使用する。これなら、赤外線ランプの近くでも劣化せず、短絡も起こらない。ヒーターを最大限に動作させても、安定した電力供給が可能だ。
魔法のような解決策ではない
もちろん、赤外線加熱も完璧な「プラグ＆プレイ」型の解決策ではない。熱は方向性があるため、ランプの配置には注意が必要だ。少しでも位置がずれると、ウエハーの一部が冷たくなってしまう。古い対流式オーブンに赤外線ヒーターを入れても、うまくいかない。「ビューファクター」を考慮し、ケーブルの配線にも注意しなければならない。テフロンケーブルをランプの直射光線から離しておかないと、早々に交換しなければならなくなる。
それでも、高精度な製造ラインを運営している人にとっては、赤外線加熱は最適な選択肢だ。これにより、生産性を妨げる遅延が解消されるのだ。