なぜウェーハ処理において強制送風方式をIR加熱に切り替えるのか
半導体処理に携わったことがある人なら、待つということがどれほどイライラするかを知っているはずです。特に、ホットエアを使ってウェーハが適切な温度になるのを待つ時間は本当に苦痛です。
問題は、強制送風方式は効率が悪いという点です。つまり、熱い空気を吹き付けて、それがウェーハに効率的に伝わることを期待するわけです。しかし、この方法では熱伝達に時間がかかり、作業の進行を妨げます。
一方、IR加熱方式では、空気を使う代わりに電磁波を使ってウェーハに直接熱を与えます。
これは、暖かい風に手を向けて温めるのと、直接火の前に立つのとの違いのようなものです。
速度の面では、IR加熱方式の方が圧倒的に優れています。空気は熱伝導性が悪いため、ファンを使っても、空気が温まるのを待ち、さらにその熱がウェーハに届くのを待たなければなりません。しかし、IRランプを使えば、エネルギーはほぼ瞬時にウェーハの表面に到達します。
つまり、準備時間を数分から数秒に短縮できるのです。24時間365日稼働する工場では、その数秒が積み重なり、より多くのウェーハを処理できるようになります。また、新しい設備やスペースを増やす必要もありません。
さらに、制御もずっと簡単になります。IRセンサーを使って、温度をリアルタイムで監視できます。古いタイプの熱電対は不格好で、物理的な接触が必要であり、反応も遅いです。一方、IRセンサーはウェーハの表面の放射率を測定するだけです。何か問題があれば、即座に出力を調整できます。
これにより、ウェーハの端が焼けてしまい、中心部分がまだ温かいという状況を避けることができます。
しかし、これは単純に「プラグインして使える」というわけではありません。注意点があります。
IR加熱方式では、非常に高い熱密度が生じます。その速さゆえに、ウェーハに過度な熱が加わり、ハードウェアにダメージを与える可能性があります。もし筐体や冷却システムが十分でなければ、ウェーハが変形したり、センサーが破損したりする可能性があります。
ですから、移行する前に、しっかりと熱管理を再計算する必要があります。
それでも、大量生産の現場では、今はこの方法が一般的です。ファンのシンプルさと引き換えに、速さを得るのです。この業界では、速さこそが全てです。