半導体製造用のツール内での熱漏れを防ぐ方法
半導体チャンバーの中にIRランプを設置することには問題があります。物理法則上、エネルギーはあらゆる方向に放出されますが、ワークピースはその空間の中でごくわずかな点に過ぎません。
このエネルギーを制御しなければ、それはただ周囲に乱反射し、装置の内壁を傷つけます。やがて装置のフレームが過熱し、誰かがツールの外側に触れた時に深刻な安全上の問題が発生します。作業員が火傷するほど熱くなった装置を扱いたい人はいません。
エネルギーを適切な場所に送る
この問題を解決するために、高純度のアルミニウム製の反射板を使用します。考えてみてください。単純なIRランプでは、発せられるエネルギーの半分が無駄になってしまいます。これは大変もったいないことです。
ランプと精密に曲げられたアルミニウム製のケースを組み合わせることで、後方に向かう光子を捕捉し、再び目的の方向に向けることができます。
アルミニウムを使用する理由は、赤外線を効果的に反射できるからです。この反射板を使ってビームを円錐形に絞り込むことで、熱がウェーハや基板により強く当たります。一方、装置の他の部分は快適な温度を保ちます。
デメリットも考慮する必要がある
単純にランプの後ろに金属板を取り付けるだけでは不十分です。曲率の形状が全てを変えてしまいます。
深い放物線状の曲率を選べば、非常に集中したビームが得られます。しかし、有効な加熱領域は大幅に狭くなります。これはバランスを取る必要がある問題です。
また、反射板は装置の内壁を守ってくれますが、ランプの取り付けブラケットには大きな負荷がかかります。高い出力を使用する場合は、ハードウェアがその熱に耐えられるか確認する必要があります。もし手を抜けば、反射板が時間とともに歪んでしまい、元の状態に戻ってしまいます。
安全を守る
方向性加熱の最大の利点は、装置の外殻に巨大で重々しい冷却装置を設置する必要がないことです。エネルギーが部品上に留まるため、装置の表面に「高温域」ができることもありません。これにより、装置の表面が清潔に保たれます。さらに、作業員も火傷の心配なく作業を行うことができます。