装置を加熱するのをやめよう：ウエハーを効率的に加熱する新しい方法
半導体製造工場で働いたことがある人なら、その苦労はよくわかるでしょう。ウエハーや基板を所定の温度まで上げる必要がありますが、機械の内部がオーブンのようになってしまうのは避けたいものです。
従来の放射型ヒーターは、この点で問題があります。熱があちこちに漏れ出してしまいます。しばらくすると、機械の内部が高温になり、部品に悪影響を与えるだけでなく、内部に入る作業員にとっても重大な安全リスクとなります。
私たちが実際に使っている解決策
私たちは短波赤外線ランプを利用しています。これは、空気を温めるエアヒーターというよりは、懐中電灯のようなものです。特殊な反射板や集光用の石英製ケースを使うことで、熱エネルギーを集中させて特定の場所に送り込むことができます。
目的は単純です。対象物に熱を当て、機械の他の部分には影響を与えないようにするのです。
「熱の漏れ」への対処法
すべての熱を防ぐことはできません。しかし、適切に管理することは可能です。高反射率のコーティングを使用して、放射熱が前方向に進むようにします。
また、PID制御回路を使っているため、温度上昇はほぼ瞬時に行われます。工具全体が巨大な放熱体になってしまうような状況は起こりません。
実際の現場での課題
ただし、これは精密な作業が求められます。ランプの位置が数ミリでもずれてしまうと、問題が発生します。ウエハーに熱点ができたり、最悪の場合は目標地点を完全に外してしまったりします。
また、冷却にも注意が必要です。高出力の赤外線ランプは大量の熱を発生させます。もし空気の流れが悪かったり、ファンの性能が不十分だったりすると、ランプは本来よりも早く壊れてしまいます。
しかし、うまく調整できれば、状況は大きく改善されます。内壁の重厚な断熱材を取り除くことができ、メンテナンスを行う人々にとっても安全になります。そして、熱が正しい場所に届くのです。
結果として、機械は冷却され、ウエハーは適切な温度に保たれます。そうすれば、みんなが満足することでしょう。