熱の無駄遣いをやめよう：なぜ金コーティングされたIRランプが効果的なのか
正直に言えば、半導体装置においてエネルギーを無駄にするのは、単なる悪い設計に他なりません。
一般的な赤外線ランプでは、エネルギーが360度の方向に散らばってしまいます。つまり、高価な電力の半分が無駄になり、ウェーハを加熱する代わりに空気が温まってしまうのです。これは非常に非効率的です。
この問題を解決するために、クォーツ製のケースの裏側に高純度の金コーティングを施します。
その理由は簡単です。
金が使われているのは見た目を良くするためではありません。実際には、赤外線の95％以上を反射するからです。ランプの裏側にコーティングを施すことで、光子を前方に向けて反射させることができます。
そうすることで、エネルギーがウェーハの表面に集中し、焦点もより明確になります。また、起動時間も大幅に短縮されます。そして、電源装置にかかる負担も軽減されます。
ただし、注意点もあります。
あまりに多くのエネルギーが集中すると、ランプの温度が上昇します。金コーティングは熱を目的の方向に向ける役割を果たしますが、内部のフィラメントには負荷がかかります。
したがって、冷却システムが適切に機能しているかを確認する必要があります。もし空気の流れが悪ければ、クォーツ管が過熱し、ランプの交換頻度が増えてしまいます。表面温度を常に監視し、ランプが早期に壊れないようにしましょう。
これがプロセスに与える影響は？
このようなランプを使えば、大規模な加熱ゾーンを必要とせずに、ウェーハ全体に均一な温度を得ることができます。
そして最も良い点は、通常、より低い平均ワット数で動作させることができるということです。コーティングがないランプを最大出力で動作させた場合と同じ熱効果が得られますが、労力は少なくて済みます。
ただし、配線時には注意が必要です。金コーティングされた表面をきれいに保つことが大切です。
コーティングに汚れや酸化物が付着すると、反射効率が低下します。それによって、管内にホットスポットが発生します。反射体をきれいに保つことで、熱の分布が均一に保たれます。