破片の発生を防ぐ：IRヒーターが故障したときにウェーハをきれいに保つ方法
大量生産を行う半導体工場では、インフラレッドランプが破損することは、単なる「メンテナンス上の問題」以上の深刻な問題です。それはまさに悪夢そのものです。
石英管が破損すると、ウェーハの表面には微細なガラス片や金属片が飛び散ります。そうなってしまうと、そのロットのウェーハは廃棄処分になってしまいます。私たちは、このような事態を防ぐ方法をずっと研究してきました。
安全策
私たちは、石英管だけに頼るのではありません。代わりに、ヒーターを二次的な保護ケースで覆います。これは、高純度の石英製のシールドと考えてください。
もし内部の要素が圧力によって割れたり壊れたりした場合、その保護ケースがすべての破片を受け止めてくれます。そうすれば、真空状態が保たれ、空気も清潔なままであり、3日間もチャンバーを掃除する必要もありません。
熱対策
高出力のランプは非常に高温になります。ガラスが過度な負荷を受けると破損してしまいます。これを防ぐために、厚壁の融着石英を使用します。これにより、急激な温度変化にも耐えられ、変形することがありません。
また、電気接続部分にも注意を払います。なぜかというと、接続部が緩むと熱点が生じ、その結果、アークが発生し、ランプが早期に破損してしまうからです。これは些細なことのように思えますが、ランプが長持ちするかどうかの分かれ目となります。
正直なトレードオフ
ただし、この保護ケースを付けると、インフラレッド光の一部が遮られてしまいます。つまり、裸のランプと比べて直接得られるエネルギーが少なくなります。
目標温度に到達するために、昇温時間を調整したり、出力を上げる必要があるかもしれません。しかし正直なところ、ウェーハを廃棄しなくて済むためには、それほど大きな代償ではありません。
正常な運転の維持
設置時には、標準化されたコネクタを使用して、すべてをしっかりと固定します。ランプが緩んでいると、高出力の運転中に振動が生じ、その機械的なストレスが原因でランプが破損してしまいます。空気の流れを確保しておけば、石英管の寿命も大幅に延びます。