スマートファブで適切な温度管理を行うには
今日、スマートファブを構築する際には、熱の扱い方を見直す必要があります。従来の方法ではもはや十分ではありません。ウエハ処理においては、赤外線システムが利用されています。これらは、熱エネルギーを効率的に集め、正確な温度制御を実現するための重要な手段です。
「ゴールディロックスゾーン」
赤外線発信器とウエハとの距離を適切に調整することは、一種の技術です。距離が近すぎると、局所的に過熱が起こります。そのような急激な温度上昇によって、ウエハが数秒以内に変形してしまいます。一方、距離が遠すぎると、装置の壁面が加熱されてしまい、製品自体は十分に加熱されないことになります。
通常は波長を考慮して、適切な距離を決定します。迅速に熱を伝えたい場合は短波が適しています。表面の温度を安定させたい場合は中波が適しています。重要なのは、ランプの出力とその距離をバランス良く調整し、ウエハの各部分の温度が均一になるようにすることです。
推測をやめて、データに基づいて判断しよう
実際、インダストリー4.0というのは、ヒーター自体ではなく、データに関するものです。現代の赤外線システムはPLCネットワークに直接接続されており、ピロメーターがウエハの表面をリアルタイムで監視し、出力を即座に調整します。もう手動での調整は不要です。温度が適切かどうかを推測する必要もありません。各バッチごとに正確な温度分布が得られます。これは大変便利です。
トレードオフ
高密度の赤外線アレイは非常に高速です。これは高出力生産を実現するのに適しています。しかし、問題もあります。そんなに多くの熱が発生すると、冷却装置に大きな負担がかかります。もし冷却装置が十分に強力でなければ、ウエハの温度が不安定になってしまいます。私は、冷却装置の性能を15％程度過剰に設定することを推奨します。そうすれば、ファブの温度が変動しても安心です。これにより、24時間365日稼働しても安定した状態を維持できます。