最適な材料品質を得るための化学気相成長（CVD）における温度測定

半導体、先端コーティング、合成材料などの産業に不可欠な 化学気相成長（CVD）プロセスでは、特に温度制御に関して非常に高いレベルの精度が要求されます。一般的なCVDプロセスでは、基板は真空条件下で揮発性前駆体ガスにさらされ、表面で反応または分解して薄い材料層が形成されます。プロセス温度は、この層の品質、均一性、特性に大きく影響します。基板全体にわたって正しい温度を維持することは、厚さ、結晶化度、密度などの望ましい材料特性を確保するために重要です。

CVDプロセスは目標温度が900℃を超えることもある高温のプロセスで、目標温度からのわずかな逸脱でも、重大な欠陥が発生する可能性があります。また測定は真空中で高温という接触式測定器には不向きなプロセスで行われます。たとえば、温度が高すぎると、堆積速度が制御不能に加速し、不均一な膜、粗い表面、および望ましくない粒子の成長を引き起こす可能性があります。逆に、温度が低すぎると、堆積が遅くなり、不完全な反応や材料の堆積が不十分になり、層の機能や性能に影響を与える可能性があります。このように正確な温度制御が欠如していると、材料の性能が低下し、歩留まりが低下し、再加工にコストがかかる可能性があるため、高品質の生産を目指すメーカーにとって、効果的な温度監視が重大な懸念事項となっています。

照準用カメラとレーザーを搭載したパイロメーターによる正確なアライメントと測定

Optris社のパイロメーターCT Video 3MはCVDプロセスで直面する温度測定の課題に対する洗練されたソリューションを提供します。このパイロメーターは50 ～ 1800℃の範囲の温度を測定でき、特に利用波長が2.3μmのためCVD用途で一般的に使用される材料で高い精度を示します。スポットサイズが距離の1/300と小さく、この高い高額分解能により狭い領域の測定が可能になり、複雑で不規則な表面でも高い精度の測定が可能になります。

Optris社のパイロメーターCT Video 3Mは安定的なプロセス監視を可能にする高い再現性のため頻繁に利用されています。またCT Video 3Mには、照準のためのクロスヘアレーザーと可視カメラが搭載されており、センサーの位置合わせを効率化し測定精度を向上させます。これら機能によりセットアップが簡単になり、意図した測定点での測定が正しく行えるようになります。これはCVDプロセスで均一な膜成長を維持するための重要な要素です。

CVDシステムは通常視界が限られているため、オペレーターは操作中にレーザー照準を見失う可能性があります。CT Videoに搭載されたレーザーとカメラを組み合わせた照準機能はこの位置合わせの問題を大幅に軽減し、オペレーターがシステム内部にアクセスすることなく測定スポットを確認できるようにします。この視認性の向上により位置ずれの可能性が軽減され、意図した測定点での正確な温度測定が容易になります。

さらに、CT video 3Mは、さまざまな測定距離で測定できるようマニュアルフォーカス機能を備えており、生産環境、システムに応じた距離での測定が可能です。CTvideo 3MをCVDプロセスに統合することで、メーカーによる温度パラメータの制御が強化され、予期しない熱変動に対応できるようになります。

CVDプロセス制御とパフォーマンスを向上させる費用対効果の高いソリューション

Optris社のCT video 3MパイロメーターをCVDプロセスに組み込むと、精度、効率、費用対効果の点で大きなメリットが得られます。高温下の環境に置いて正確で信頼性の高い温度データを提供できるパイロメーターの機能により、メーカーは温度変動による欠陥のリスクを冒すことなく、高品質の材料を一貫して生産できるようになります。搭載カメラと照準レーザーの組み合わせにより、オペレータはプロセスを監視しやすくなり、周囲温度が高い困難な環境でも、測定領域を明確に視覚的に表示し、正確な制御が可能になります。

パイロメーターの素早い応答と冷却なしで最大70℃の周囲温度で動作する堅牢な設計により、要求の厳しい産業環境への適合性が高まります。さらに50 ～ 1800℃の広い温度範囲に対応できるため様々なCVDプロセスに柔軟に対応します。

メーカーは、簡単なセンサーのセットアップとリアルタイムのプロセス監視のための 付属ソフトウェアCompact Connectにより、センサーのリモート制御、自動スナップショット、測定値の詳細なグラフィック記録が可能になり、オペレーターはCVDプロセスを完全に監視できます。Optris社が提供する拡張カードにより様々なインターフェースの実稼働環境にシームレスに統合され、長期的な信頼性が実現され、継続的なプロセスの最適化が可能になります。

このような高機能な製品でありながら、導入しやすい価格帯で提供されているため、幅広い用途に利用でき、CVDプロセスの精度と効率を向上させるだけでなく、プロセスオペレーターの大幅なコスト削減と運用改善にも貢献します。