なぜ「十分であればいい」というのはウェーハ加工用ツールには適用できないのか？ ウェーハ加工用ツール用のヒーターやセンサーを出荷するとき、「ランダムサンプリング」など意味がありません。それではうまくいきません。 考えてみてください。超高真空環境下でわずかな絶縁不良が起きただけで、大惨事につながります。電源が壊れたり、最悪の場合は、一括でウェーハが汚染されてしまいます。これは誰も望まない状況です。 だからこそ、私たちはすべての部品をチェックします。例外はありません。すべての部品は、工場を出る前に耐電圧試験や絶縁抵抗試験を受けます。
部品に厳しいテストを施す
ウェーハ加工用ツールというのは、極端な温度変化の中で動作します。材料は絶えず膨張や収縮を繰り返します。時間が経つにつれて、そのストレスによってセラミック製の絶縁体に微細な亀裂が生じたり、ワイヤーの被覆が劣化したりします。 もしセンサーに隠れた弱点があれば、動作温度に達するまで何も問題はありません。しかし、その時点で故障してしまいます。 それを防ぐために、私たちは部品に過剰な電圧をかけます。通常の使用時よりもはるかに高い電圧をかけることで、隠れた欠陥を表面に現れさせます。もし漏れ電流が増加したら、その部品は使えません。私たちが求めているのは「ほぼ正常に動作する」という状態ではありません。本来あってはならない接地経路がないかを確認するのです。
絶縁性能の詳細
私たちは、絶縁抵抗値をメガオーム単位で測定し、材料が実際にどれだけ効果的に電流を遮断しているかを確認します。通常、この数値が下がるということは、水分が混入したり、組み立て時に何かが汚染されたりしたことを意味します。 私たちは高電圧の直流電源を使って、部品全体の絶縁性能をテストします。これが、絶縁強度が均一であることを確認する唯一の方法です。これによって、ヒーターが工具のケースに触れて短絡し、破壊されるのを防ぎます。
バランスの取り方
常にトレードオフが存在します。 より高い電圧でより高い熱密度を得たい場合、絶縁体は2倍の労力を発揮しなければなりません。また、ツールをコンパクトにしたり、より迅速な熱応答を得るために、より薄い絶縁体を使用したいかもしれませんが、その場合は誤差の余地がほとんどありません。 そのため、絶縁体の厚さと、熱が効率的に伝わるための条件とのバランスを取る必要があります。極端な電圧で動作するツールを設計する場合は、接地経路が完璧であることを確認しなければなりません。さもなければ、浮遊電位の問題が発生し、面倒な状況になってしまいます。