ウェーハに最も多くの熱を与える方法
真空環境下で作業すると、対流がなくなってしまいます。熱を運ぶための空気がないのです。そのため、放射によってだけ熱が伝わりますが、これはかなり難しい問題です。
ウェーハ用の赤外線ヒーターを設計する際、最も大きな問題は「熱の漏れ」です。貴重なエネルギーがチャンバーの壁に逃げてしまってはいけません。エネルギーは必ず基板に届くべきです。
なぜ金を使うのか
磨かれたアルミニウムやステンレス鋼を使いたくなるかもしれませんが、それは避けるべきです。これらの材料はあまりにも多くのエネルギーを吸収してしまいます。
代わりに、高純度の金コーティングを使用します。なぜかというと、金は赤外線領域において優れた特性を持っているからです。98％以上の赤外線を反射してくれるのです。ヒーター要素を金で覆うことで、熱を「真空ポンプやケースの方に行かず、直接ウェーハに送る」という仕組みになります。つまり、支払った電力がすべて有効に使われるのです。
熱を集中させる
しかし、単に光を反射させるだけでは不十分です。熱を正確に狙う必要があります。金製のシールドを曲げることで、集中的な「高温領域」を作り出すことができます。これにより、目的の温度に到達する時間が短縮され、ウェーハ全体に均一に熱が行き渡ります。
最良な点は、フィラメントが破損するほど高い電圧を使う必要がないということです。
注意点
ただし、金は高価であり、また壊れやすい材料です。研磨剤や強力な化学薬品を使って反射面を洗浄することはできません。そうするとコーティングが剥がれてしまいます。一度それが起こると、効率が大幅に低下します。また、熱が集中するため、基板の熱容量にも注意が必要です。注意しないと、局所的に高温になってしまいます。
高い処理能力が求められる場合は、この金コーティングの方式が最適です。これにより、準備時間が短縮され、無駄なエネルギーの消費も防げます。ちなみに、取り付けブラケットをしっかり確認してください。コーティングされた表面に機械的な摩擦が生じないようにしなければなりません。