スマートファブでの適切な熱処理の実現法
もしインダストリー4.0対応の工場を構築しているのであれば、従来の加熱方法ではもはや十分ではないことに気づいているはずです。私たちは「設定しておけば何もしなくてよい」という考え方から離れ、実際のデータに基づいて処理を行う方向へと進んでいます。ウェーハの加熱においては、高効率な赤外線システムを利用することが重要です。これにより、デジタル化された生産ラインを実現するために必要な精度とリアルタイムの監視が可能になります。
安全性のための最適な条件
ただ、ウェーハのすぐ隣に赤外線発信器を置くだけでは不十分です。
もし発信器が近すぎると、ウェーハの中央部分に過度な熱が集中し、結果としてウェーハが損傷してしまいます。これを解決するためには、発信器を少し離して配置する必要があります。そうすることで、表面全体に均一な熱が分布します。
しかし、問題もあります。距離が大きくなるほど、出力が低下します。そのため、目標温度に到達するためには、出力を上げたり、処理時間を長くしたりする必要があります。これはバランスを取る必要がある問題です。
熱をデータに変換する
本当の魔法は、フィードバックループを実現したときに起こります。
赤外線システムを温度計やPLCコントローラーに接続することで、単に運を天に任せるのではなく、リアルタイムのデータを得ることができます。ウェーハが移動する際の熱分布を直接確認できるのです。これにより、プロセスを再現可能にし、生産の安定化が図れます。
さらに、これによって予測が可能になります。システムはウェーハの質量や室温を把握し、その都度出力を調整します。
コストとのトレードオフ（そして破壊を避ける方法）
高強度の赤外線は、急速に温度を上昇させる点で優れています。しかし、そのエネルギーはどこかに行かなければなりません。注意しないと、周囲の部品が損傷してしまいます。そのため、冷却ファンやヒートシンクを適切に使って、反射されるエネルギーを処理する必要があります。
冷却を怠ると、制御装置内の電子部品が故障したり、正常に動かなくなったりします。私は常に専用の断熱材を使用することを勧めます。これにより、赤外線放射を敏感なセンサーより遠ざけ、すべての部品が適切な温度で動作し続けることができます。