オーブンを待つのはやめよう：ウェーハを加熱するより良い方法
強制対流式の加熱法について言えば、これは古い方法です。要するに、大きな空間の空気を温めて、その熱が最終的にウェーハに伝わるのを待つというわけです。
問題は、時間がかかりすぎることです。タイマーを見ながら、空気が所定の温度になるのを待つ時間の方が、実際に部品を加工する時間よりも長くなってしまいます。これは大きなボトルネックです。
待ち時間をなくす方法
私たちは、空気を温めるという手間を省き、直接加熱する方法を採用しました。それが、オゾンを発生させない赤外線ランプの役割です。
赤外線は、電磁波を利用して直接対象物を加熱します。「予熱」の段階もなければ、無駄な時間もありません。電源を入れればすぐに高温になります。瞬時に。
全体の空気を温めるのではなく、部品の表面だけを加熱することで、処理時間が大幅に短縮されます。また、スペースも節約できます。高温の空気を閉じ込める必要もないので、巨大で重たい断熱室も不要になります。
オゾンの問題とその解決策
ただし、標準的な短波長赤外線ランプは、UV放射によってオゾンを発生させます。クリーンルームで作業する場合、オゾンは大敵です。オゾンは繊細な回路を破壊し、フォトレジストも損傷させます。
これを解決するために、200nm未満のUV光を遮断する特殊な石英素材や内部フィルターを使用しました。そうすることで、強力な熱エネルギーは得られますが、有害な化学反応は起こりません。また、これらのランプは、ウェーハ全体に均等に熱が行き渡るように調整されているので、端が変形する心配もありません。
現実的な課題
しかし、赤外線も万能ではありません。いくつかの欠点があります。
最も重要なのは、赤外線は方向性があるということです。暖かい空気は部品の周囲を循環しますが、赤外線は見える範囲しか加熱しません。もし部品に深い凹みや複雑な3次元形状がある場合、加熱されない部分ができてしまいます。
これを解決するためには、複数のランプを使ったり、反射板を使って熱をその隙間に当てる必要があります。
また、注意点として、エネルギーが非常に強く、速く作用するため、PIDコントローラーの設定には十分注意が必要です。正確な設定ができなければ、目標温度を超えてしまい、何が起こったのか気づく前に基材が損傷してしまう可能性があります。