なぜ水素センサーの製造に赤外線を利用するようにしたのか
水素センサーを作る際には、温度管理が非常に重要です。わずかな温度のずれがあっても、膜が壊れたり、触媒が付着しなくなったりする可能性があります。長い間、私たちは従来の抵抗式オーブンを使ってきました。しかし正直なところ、それは非効率的です。わずかな部品を適切な温度にするために、大量の空気を加熱することになります。
そこで、私たちは短波長の赤外線を利用するようにしました。
熱を正確に目的の場所に届ける
赤外線の利点は、空気に影響を与えない点です。放射線を直接対象物に当てるので、オーブンが「温まる」のを待つ必要もなく、対流による遅延もありません。ランプは数秒で作動温度に達します。つまり、熱が十分に伝わるまで1時間もシステムを待たせる必要がないのです。これはより迅速で、効率的です。また、クリーンルームの環境も改善されます。
難しい点：バランスを取ること
光を安定させるために、タングステンフィラメントや高純度の石英ケースを使用します。しかし、注意が必要です。表面積に対してワット数が高すぎると、敏感な化学層がすぐに破壊されてしまいます。つまり、ランプの出力とコンベヤベルトの速度をうまく調整し、目標温度を超えないようにする必要があります。
実際に使ってみると
最も良い点は、このシステムが従来の加熱装置の代わりに簡単に設置できることです。既存のPLCコントローラーと連携させて閉ループPID制御を行うことができ、問題なく動作します。
しかし、全てが順調というわけではありません。赤外線は強力です。高出力のランプからは多くの放射熱が発生し、他の機器に影響を与える可能性があります。注意しないと、周囲の電子機器が損傷することになります。そのため、適切な断熱処理や冷却装置を用意する必要があります。
結局のところ、これは考え方の変化です。部屋全体を加熱するのではなく、必要な部分だけを加熱するのです。これこそが半導体製造において最も合理的な方法です。