真空チャンバーの壁を加熱するのはやめましょう
真空チャンバー内でウェーハを加熱するのは、かなり面倒な作業です。一般的な赤外線ヒーターを使うと、熱があちこちに散らばってしまいます。これでは大変です。
その結果、チャンバーの壁が過度に高温になってしまいます。高価な半導体製造装置は、実質的に無駄なエネルギーの吸収体と化してしまいます。これは電力の無駄遣いだけでなく、装置のそばにいる人々にとっても安全上のリスクとなります。また、時間が経つにつれてチャンバーの壁が変形してしまう可能性もあります。理想的ではありません。
熱漏れを解決する方法
私たちは赤外線を方向性を持たせて利用します。ランプから出る熱をあちこちに放出させる代わりに、特殊な反射板や真空対応のコーティングを使って、そのエネルギーを正確に必要な場所、つまりウェーハに集中させます。
このようにして、熱が壁に当たらずに済みます。そうすれば、他のハードウェアが熱源になることもなく、ウェーハを所定の温度にすることができます。
真空環境の問題
一般的な赤外線ランプは、真空状態ではガスが放出されるために機能しなくなってしまいます。半導体製造においては、わずかな粒子でも全ての製品を台無しにしてしまう可能性があります。これは許されない災害です。
そのため、私たちは高純度の石英や特別なシール材を使用しています。これにより、チャンバー内を清潔に保つことができます。
トレードオフとその対処法
ただし、ビームを集中させると、小さな範囲に多くの熱が集まります。これにより壁は守られますが、対象物には大きな負担がかかります。PID制御器を慎重に調整し、目標温度を超えないようにする必要があります。また、冷却ジャケットもしっかりチェックする必要があります。もし、ランプの部分の集中した熱に耐えられない構造であれば、フィラメントが早く壊れてしまいます。
良いことに、私たちが設計したランプは、既存の真空装置にそのまま取り付けられます。つまり、より良い熱管理を実現するために、ハードウェアを再設計する必要はありません。