シリコンウェーハの加熱を最大限に活用するためには、単に温度を上げるだけでは不十分です。重要なのは、そのエネルギーがどこに向かっていくかということです。
一般的な石英ランプを考えてみてください。それらはあらゆる方向に放射能を放出します。反射板がなければ、実質的には装置の内部を加熱するために電力を無駄にしていることになります。電力の半分が無駄になってしまうのです。だからこそ、金でコーティングされた反射板を使用するのです。これにより、エネルギーの無駄遣いを防ぎ、エネルギーを適切な場所に届けることができます。
なぜ金なのか？ 理由は簡単です。金は、他のほとんどの材料よりも赤外線の波長をうまく扱えます。アルミニウムも使えますが、高温になると酸化して光沢を失ってしまいます。一方、金は安定しており、鏡のような表面を保ち続けます。これにより、短波長の赤外線エネルギーをウェーハに直接当てることができます。つまり、壁から供給される電力が実際に目的の場所に届くのです。
難しい点：距離 ランプをウェーハのすぐ近くに置くわけにはいきません。そうすると「ホットスポット」が発生し、ウェーハの一部が過剰に加熱され、他の部分は十分に加熱されないことになります。その結果、ウェーハが変形したり、ひび割れが生じたりします。
均一な加熱を実現するためには、ある程度の距離が必要です。しかし、ランプを遠くに置けば置くほど、エネルギーの強度が低下します。
これを解決するために、高密度の金コーティングを使用します。そうすることで、広い範囲での均一な加熱と、近距離での強力な加熱の両方の利点を得ることができます。
現実的な問題点 金は素晴らしい材料ですが、魔法の杖ではありません。この反射板は非常に繊細で、指紋や汚れがあるだけで全てが台無しになってしまいます。反射率が低下し、ウェーハに冷たい部分ができてしまいます。だからこそ、丁寧な清掃が必要です。また、全体を密閉されたチャンバー内に保管する必要があります。
最後に、冷却機能にも注意が必要です。反射されたエネルギーが周囲に散乱するため、冷却システムが十分でなければ、ランプのケースが異常に熱くなってしまう可能性があります。