熱を無駄にしないために：なぜアルミニウム製の反射器が重要なのか
IRランプの問題点は、熱があらゆる方向に放出されることです。つまり、360度全方位に熱が広がってしまうのです。半導体装置では、これは大変厄介な問題です。
そのエネルギーが、実際に加熱したい部分ではなく、装置の内部に当たってしまうと、二つの問題が起こります。一つは、大量の電力が無駄になること、もう一つは、装置が危険なほど熱くなってしまうことです。実際、装置の壁面が非常に熱くなり、人が火傷するケースもあります。これは明らかに望ましい状態ではありません。
そこで役立つのが、高純度のアルミニウム製の反射器です。
熱を適切な場所に送る
反射器とは、エネルギーの方向を変えるためのものです。ランプを放物線形や楕円形のアルミニウム製のケースに入れることで、熱が無駄に散らばるのを防ぎ、光子を正確に必要な場所に送ることができます。
これにより、装置全体が余分な熱を吸収する代わりに、ウェーハ上に集中した熱が生まれます。最良な点は、ケースの他の部分に触っても冷たく保たれることです。
なぜアルミニウムを使うのか
それは、アルミニウムが赤外線の波長をうまく反映できるからです。アルミニウムは、エネルギーを吸収するのではなく、反射するのが得意です。
しかし、単に金属であるというだけではありません。表面の処理も重要です。表面が適切に研磨されていれば、エネルギーは前進し続けます。しかし、形状が不適切だと、金属が変形してしまいます。安定させるためには、形状を正しく設計する必要があります。
難しい点
反射器を単純にランプに取り付けるだけではいけません。妥協点があります。例えば、ケースがあると空気の流れが乱れます。反射器がランプの端周辺の熱を閉じ込めてしまうため、フィラメントが予想以上に早く壊れてしまいます。過熱を防ぐためには、冷却ファンや水冷システムをしっかりチェックする必要があります。また、焦点の調整にも注意が必要です。ビームを強く絞りすぎると、「ホットスポット」が発生します。半導体業界では、ホットスポットは大惨事を引き起こす可能性があります。敏感な材料を一瞬で破壊してしまうのです。
つまり、焦点距離や対象物までの距離を調整して、熱が均等に拡散するようにする必要があります。少し調整が必要ですが、そうすることで完璧な状態を実現できます。