IR加熱と熱風加熱：ウェーハの処理を待つ時間をなくそう
もし依然として半導体の深層加工に熱風循環方式を使っているなら、実質的に半日以上を待つことに費やしていることになります。インフラレッド（IR）加熱に切り替えるというのは、高価な新しい装置を購入するというわけではありません。つまり、熱処理プロセスにおける無駄な時間をなくすということです。
その原理は非常に単純です。
熱風は遅いです。まず空気を加熱し、その後でその空気がウェーハを加熱します。これは中間者がいるために遅れが生じ、基板が適切な温度に達するまでに数分もの時間がかかってしまいます。
一方、IRヒーターはその中間者を排除します。エネルギーは直接ランプからウェーハ表面に届きます。つまり、処理時間が数分から数秒に短縮されるのです。これは瞬時に熱が与えられるということです。
しかし、注意点もあります。
IR加熱を使うと、大量のエネルギーが狭い範囲に急速に作用します。これにより熱ショックが発生します。PID制御がうまく機能しなかったり、センサーの反応が遅かったりすると、温度が過剰に上昇し、基板が変形してしまいます。特に周辺部分では精度が求められます。
また、スペースの問題もあります。
熱風方式では、ブロワーや大きなダクト、そして熱が漏れないようにするための巨大な断熱箱などが必要です。一方、IRランプを使えば、そのような大型の設備は不要になります。機械のサイズが小さくなり、部屋全体を温めるためのエネルギーも節約できます。つまり、必要な部分だけを温めることができるのです。
結局のところ、これはコスト削減の問題です。
大量生産の場合、1枚のウェーハの処理時間を30秒短縮するだけで、毎月何千枚ものウェーハを多く生産できます。これはウェーハ単価を大幅に下げることにつながります。
つまり、ゆっくりとした加熱方法を捨てて、より迅速で強力な加熱方法を採用するわけです。ただし、冷却装置がその速さに追いつけなければ、部品がすぐに劣化してしまいます。