スマートファブにおける適切な熱管理の実現方法
もし、インダストリー4.0向けのスマートファブを構築しているのであれば、従来の熱処理の方法ではもはや十分ではないことに気づいているはずです。従来のヒーターは反応が遅く、精度も低いです。また、プロセスのデジタルツインを作成しようとする場合、「大まかに温める」というだけでは不十分です。
そこで重要になってくるのが、高効率な赤外線ヒーターです。部品周辺の空気を温める時間を無駄にする代わりに、赤外線ヒーターは直接対象物を加熱します。これにより、より効率的で、予測可能性も高くなります。
実際にデータを提供してくれる熱源
現代の設備では、ヒーターは単なる「単機能なハードウェア」にとどまってはいけません。データソースとして機能する必要があります。
赤外線ヒーターは、瞬時に温度を上げたり下げたりできます。そのため、ウェーハの加熱に最適です。PLCや閉ループPID制御装置と組み合わせることで、温度を推測するだけでなく、リアルタイムの熱分布を把握できます。各ウェーハがどれだけのエネルギーを受け取っているかを正確に知ることができます。このような詳細な情報は、歩留まりの問題を解決するのに役立ちます。
物理的な利点
短波長の赤外線光源を使用する理由は、それがウェーハ表面を迅速に透過するからです。
しかし、最も良い点は、赤外線は対流に頼らずに加熱するため、工作室内に粒子が浮遊する心配がないことです。クリーンルームでは、これは大きなメリットです。また、熱が集中するため、加熱エリアを小さくでき、貴重なスペースを節約できます。
欠点（完璧なものは存在しない）
確かに、赤外線ヒーターは強力ですが、「そのまま使える」というわけではありません。
まず、大量の電力を消費します。システムが起動した際に、電力系統がその高いピーク電流に耐えられるかを確認する必要があります。
また、位置合わせも非常に重要です。赤外線の強度が高いため、ウェーハの位置が数ミリでもずれると、局所的に過熱が発生します。わずかな機械的な誤差でも、基板を台無しにしてしまいます。位置合わせは正確に行う必要があります。
結局のところ、赤外線ヒーターを利用することで、熱処理工程を実際にプログラムし、測定できるようになります。ただ単にうまく機能していることを願うだけの状態ではなくなります。