なぜウエハー処理において赤外線加熱が熱風加熱より優れているのか
もし、従来の熱風循環方式から赤外線加熱方式に移行しようと考えているなら、それを単に「より良い装置」を手に入れるということだけでは考えないでください。むしろ、時間を節約できるという点に注目してください。
熱風加熱は遅いです。対流を利用するため、実質的には空気を加熱し、その空気がウエハーを温めるという仕組みです。常に時間の遅れが生じます。一方、赤外線加熱は異なります。放射エネルギーを直接基板に当てることができます。
とても速いのです。本当に速い。
熱風加熱を使用する場合、熱的インерティスと戦わなければなりません。チャンバー全体が一定の温度に達するまで待たなければ、ウエハーが安定することはありません。これは非常に非効率的です。
しかし、赤外線ランプを使えば、反応はほぼ瞬時です。だからこそ、急速熱処理（RTP）において広く利用されているのです。中間段階を省き、数分ではなく数秒で目標 temperatureに到達できます。こうして、製造ライン全体の速度を遅らせる「待ち時間」がなくなります。
また、一貫性の問題もあります。対流方式では不均一な加熱が起こりやすく、冷たい部分ができたり、最悪の場合はウエハーが動いてしまったりします。赤外線加熱では、熱を特定の領域に集中させることができます。個々のランプを制御できるため、端の部分での損失を防ぐことができます。結果として、ウエハーの表面全体が均一な温度になります。
ただし、それでもすぐに使えるわけではありません。赤外線加熱は非常に高いエネルギーを発生させるため、冷却装置やセンサーもそれに見合った性能が必要です。PID制御がその速度に対応していなければ、温度が過剰に上昇し、ウエハーが破損してしまう可能性があります。
単に赤外線ランプを対流式のチャンバーに取り付けただけではダメです。まず、周囲のハードウェア全体の熱負荷を正確に計算する必要があります。
それでも、現在のクリーンルームでより多くのウエハーを処理したいと思っている人にとっては、赤外線加熱が最適な選択肢です。これにより、遅くて非効率的な処理が、精密な処理に変わります。