ウェーハにできるだけ多くの熱を与えるために
シリコンウェーハを加熱するときは、1ワットでも無駄にしてはいけません。一般的な反射器は効率が悪く、過剰な赤外線を吸収したり、ランダムな方向に光を反射させてしまいます。つまり、ウェーハに届かないエネルギーのためにお金を支払っていることになります。
そのため、私たちは金メッキされた反射器や炭素繊維製の赤外線ランプを使用します。これにより、エネルギーの漏れを防ぐことができます。
なぜ金なのか？
見た目が良いからではありません。金は赤外線を非常によく反射するからです——その反射率は98％以上です。安く済ませるためにアルミニウムを使うこともできますが、アルミニウムは酸化してしまい、時間が経つにつれて性能が低下します。金はそういうことはありません。常に安定した性能を維持します。
金メッキされた放物面または楕円形の反射器と炭素繊維製の要素を組み合わせることで、集中したエネルギービームが得られます。そうすれば、真空チャンバ全体が温められるのではなく、熱が正確にウェーハ表面に届きます。
電源について
炭素繊維製のランプは非常に強力です。従来のタングステンランプよりもはるかに高い電力密度を扱えるため、迅速に温度を上げることができます。精密なドーピングやアニーリングを行う場合、このような明確な温度分布が必要です。それによって大きな違いが生まれます。
しかし、注意しなければならないのは電源です。これらのランプは莫大な電流を消費します。もし配線が十分に頑丈でなければ、電圧降下が起こります。そうなると、加熱が均一に行われず、問題が発生します。安全のために、接続点に熱が伝わらないように、大きめの配線を使用することをお勧めします。
実際の問題点
金は素晴らしい素材ですが、柔らかいです。もしメンテナンス担当者が研磨用のパッドを使って掃除を行ったら、金の層が剥がれてしまいます。そうなると、効率が低下し、ウェーハ表面の温度もすぐに下がってしまいます。
最後に、これらのランプは非常に多くの熱を発生させます。そのため、局所的に高温になることがあります。ウェーハに当たらないエネルギーを処理できる冷却システムを用意しておく必要があります。そうでなければ、ランプの筐体が変形する危険があります。それは誰も対処したくない状況です。