熱を無駄にしないで：なぜ金メッキされた反射器が重要なのか
半導体ウェーハの加工において、エネルギーを無駄にするのは単純に悪い設計です。それだけです。
高出力の赤外線ランプを使用している場合、その貴重なエネルギーの多くがただ無駄に消えてしまいます。対象物に当たらず、機械の中に消えてしまうのです。これを解決するために、ヒーターの内部に金メッキされた反射器を取り付けるのです。
なぜ金なのか？
アルミニウムは一般的に使われている材料ですが、安価で手に入りやすい反面、赤外線スペクトルに対しては効果が低いです。一方、金は全く異なります。赤外線の波長を元の方向に再反射させる能力が非常に高いのです。
ステンレス製のハウジングに金をコーティングすることで、反射率は98～99％に達します。そうすることで、チassisが熱を吸収する代わりに、光子が直接ウェーハの表面に戻ってきます。その結果、電圧を上げたり、システムに負担をかけることなく、より高温のウェーハを得ることができます。
製造プロセス
ハウジングには高品質のステンレス鋼を使用します。他の材料では、このような熱負荷に耐えられないからです。金をコーティングする際には真空蒸着法を使用します。これにより、加熱や冷却時にコーティングが剥がれたりするのを防ぐことができます。
ただし、形状には注意が必要です。焦点を狭くしすぎると、ランプがわずかにずれただけで「ホットスポット」が発生してしまいます。そのため、ハウジングの公差には細心の注意を払います。そうすることで、ウェーハ全体にわたって一貫した照射が可能になります。
実際の利点とデメリット
金は安くありません。アルミニウムに比べて部品費が高くなります。しかし、低い電力コストと短縮された起動時間によって、そのコストは回収できます。これは効率化への投資です。
メンテナンスについても注意が必要です。金は柔らかいため、清掃時に研磨剤を使うとコーティングが傷つき、反射率が低下してしまいます。必ず指定された溶剤を使用してください。
最後に、冷却システムもしっかり整える必要があります。そうでないと、ハウジングが過熱し、熱分布が変わってしまい、ウェーハが均一でなくなってしまいます。それは誰も望まないことです。