真空チャンバーを加熱するのはやめましょう。
半導体製造に従事したことがある人なら、その苦労が分かるでしょう。ウェハーを加熱する必要がありますが、真空チャンバー全体をオーブンのようにしてしまうわけにはいきません。
通常の赤外線ランプでは、熱があちこちに散乱してしまいます。そのエネルギーの多くはウェハーに当たらず、内壁に衝突します。すると、装置の筐体が高温になり、触れると火傷するほどになります。また、熱によって筐体が変形する心配もあります。本当に面倒な問題です。
鍵となるのは、熱を本来あるべき場所に送り込むことです。
単に石英管を使って何とかなると思わず、指向性のある赤外線を利用します。これは、電球から懐中電灯に切り替えるようなものです。特殊な反射器や発光素子を使うことで、赤外線エネルギーを集中させることができます。そうすれば、熱が直接ウェハーに当たります。内壁は比較的低温のままです。依然として迅速に温度を上げることができますが、過熱した筐体に悩まされることはありません。
ただし、これは「プラグアンドプレイ」のような簡単な解決策ではありません。物理法則を正しく理解しておく必要があります。
私たちは短波長の赤外線を使用します。これにより、真空状態でも効果的に加熱できます。また、高純度の石英を使用することで、ガス放出による問題を避けることができます。
しかし、重要なのは精度です。大量のエネルギーを小さな範囲に集中させると、熱流量が非常に大きくなります。反射器が数ミリメートルだけずれていても、ウェハーが加熱されず、ホットスポットができたり、センサーが損傷したりします。さらに、吸収されなかった余分な熱を処理するための冷却システムも必要です。
しかし、最も良い点は、実際に機械を操作する人々が安心できることです。壁が無駄なエネルギーを吸収しなくなるので、外部のパネルに触れても安全になります。面倒な外部の断熱材も不要になります。これにより、メンテナンスがずっと楽になります。
この装置は、既存のPIDコントローラーに直接接続することができ、ハードウェアが壊れる心配なく、スムーズに温度を調整できます。