IR加熱を最大限に活用するには
半導体製造の世界では、時間が何よりも重要です。長い間、私たちは熱風循環方式に頼ってきましたが、正直なところ、これは効率が悪いのです。まるでヘアドライヤーで部屋を温めようとするようなもので、時間がかかりすぎ、熱が同じ場所に届くことはほとんどありません。
そのため、私たちは赤外線加熱方式に切り替えています。この方式では空気の流れを考慮する必要がなく、直接対象物に熱を当てることができます。非常に速いのです。
ただし、問題点もあります。単純にランプだけでは不十分です。実際に効果を得るためには、精密に設計されたアルミニウム製の反射器が必要です。
熱は実際にどこに行くのか？
単体のIRランプを考えてみてください。それはエネルギーを全方位に放出します。つまり、360度方向に熱が広がります。反射器がなければ、エネルギーの半分が機械の内部を温めるだけで無駄になります。これは大変な無駄遣いです。
私たちは高純度のアルミニウム製反射器を使用して、無駄になったエネルギーを再びワークピースに戻します。
反射器の形状が重要です。特定の場所に熱を集中させたい場合は、放物線形状の反射器が適しています。均一な熱を得たい場合は、円筒形の反射器が適しています。これは、懐中電灯とスポットライトの違いに似ています。つまり、数分ではなく、数秒で目的の温度に到達できるのです。
なぜアルミニウムを使うのか？
アルミニウムを使う理由は、赤外線スペクトルとの相性が非常に良いからです。アルミニウムを研磨したり陽極処理したりすると、表面が熱を反射するようになります。しかし、反射器自体が過度に熱くなると変形してしまい、問題が発生します。
また、反射器の位置も非常に重要です。ランプが正しく配置されていないと、「ホットスポット」が発生します。そうした不均一な部分が基板を歪めたり、ウェーハを破壊したりする可能性があります。わずかな隙間でも、大きな問題になります。
実際のトレードオフ
熱風式からIR加熱式に切り替えると、スペースの節約になります。巨大な送風機や複雑な配管が不要になり、機械も小さくなります。しかし、これは魔法のような解決策ではありません。IR加熱では、明確な「視線の方向」が必要です。
部品に深い凹みや奇妙な構造がある場合、IR光はそこに届きません。空気はその場所に流れ込むことができますが、光は角を曲がることができません。影ができないように、ランプの配置には注意が必要です。もし何かの場所を見落とすと、冷たい領域ができてしまい、結局、プロセスの効率が低下してしまいます。