熱を無駄にしないために：なぜアルミニウム製の反射板が重要なのか
半導体製造工場では、熱というのは厄介な問題です。単に物を高温にするだけではなく、その熱がどこに行くかを正確にコントロールする必要があります。
問題点は、もし固体のアルミニウム製反射板を使わずに赤外線ランプを使ってウェーハを処理したり硬化させたりすると、実質的にお金を無駄にしていることになります。エネルギーの約半分が機械の筐体の中に戻ってしまいます。これは大きな無駄遣いであり、冷却システムに過度な負担をかけてしまいます。
物理的な原理は実はとてもシンプルです。
高純度のアルミニウムを使用するのは、短波や中波の赤外線を効果的に反射させるからです。アルミニウムを放物線状や楕円形に加工することで、後方に向かう光を再びウェーハに当てることができます。
最良な点は、ランプの出力を上げることなく、より高い熱伝達率を得られることです。また、消費する電力が少なくなるため、クリーンルームの二酸化炭素排出量も減少します。これは地球にとっても、電気代の面でも良いことです。
しかし、アルミニウムも万能ではありません。
アルミニウムにも弱点があります。高温環境下では表面が酸化したり、粒子が付着したりすることがあります。そうなると、反射率が低下してしまいます。
基板が所定の温度に達するのに時間がかかるようになったら、それが問題だというサインです。これを防ぐためには、マット仕上げよりも磨き上げた表面を使うことをお勧めします。ただし、磨き上げた表面はメンテナンスが少し大変です。丁寧に清掃しなければ、ほんの少しのほこりでも「ホットスポット」を作り出し、作業を台無しにしてしまいます。
設置に関する最後のアドバイスです。
配線をする際は、反射板がランプのハウジングに触れないようにしてください。直接接触してしまうと、熱の橋渡しが起こります。その結果、金属が変形してしまいます。変形した鏡は最悪の状態です。ウェーハ全体の加熱が不均一になり、反射板が数ミリでもずれていると、一括りのウェーハがダメになってしまう可能性があります。
反射板を独立させ、清潔に保つことで、熱は本来の場所に行くのです。