空気を加熱するのをやめよう：なぜオゾンフリーの赤外線が最適なのか
半導体の精密加工に携わったことがある人なら、ホットエアを使った加熱方式の非効率さを知っているでしょう。時間がかかりすぎます。ごく小さなウェーハを所定の温度にするだけで、部屋全体を温めなければならないのです。まるで大きな鍋の水が沸騰するのを待つようなものですが、実際には素早く加熱するだけで十分です。
だからこそ、私たちの多くはオゾンフリーの赤外線ランプを利用するようになっています。空気を温めてその熱が部品に届くのを待つ代わりに、赤外線は直接対象物に当たります。これは放射エネルギーであり、直接的な加熱方法です。
「待つ」という問題
コンベクション式の加熱装置では、熱容量が非常に大きく、加熱に時間がかかり、冷却にも同様に時間がかかります。大量生産の工場では、この数分間のロスは、まるで金銭の損失のようなものです。
一方、赤外線ランプはほぼ瞬時に加熱できます。加熱や冷却のサイクルを大幅に短縮できるため、より多くの部品を処理できます。つまり、新しい機械を購入したり、施設に余計な設備を設置したりする必要がありません。
オゾンの問題
ただし、標準的な短波長の赤外線は、波長が空気中の酸素に当たることで偶発的にオゾンを生成してしまう可能性があります。オゾンは、本来清潔であるべき表面を酸化させる有害物質です。
これを解決するために、特定の石英やコーティングを使用して、VUV（真空紫外線）波長を遮断します。これにより、熱は保持されつつ、ウェーハを傷つける化学反応は防がれます。つまり、速度を得つつ、リスクは避けられます。
妥協点（完璧なものはない）
もちろん、全てが完璧なわけではありません。コンベクションオーブンのような均一な加熱感は得られません。赤外線は直線的にしか作用しないため、注意が必要です。もし部品の形状が変則的だったり、何かが光を遮ったりすると、冷たい部分ができてしまいます。
単にランプを接続するだけでは不十分です。ランプの配置や反射板の角度を正確に調整し、熱が均等に届くようにしなければなりません。また、これらのランプは狭い空間に多くの熱を放出するため、筐体もその熱に耐えられる程度に頑丈でなければなりません。
結局のところ、赤外線を利用することは、単に温度を上げるだけではありません。空気処理のボトルネックを解消し、より迅速に作業を進めることが目的です。