シャードの発生を防ぐ：ランプの故障からウェーハを守る
大量生産型の半導体工場において、赤外線ランプが壊れると大変な問題になります。単に数時間間機械が停止するだけではありません。ガラスの破片やタングステンフィラメントがシリコンウェーハの上に降り注ぐことになります。わずかな破損でも、ウェーハが汚染されてしまいます。私たちは、そうした事態を防ぐために特別にヒーターを設計しています。
ランプが壊れる原因
通常、熱衝撃や局所的な過熱が原因です。これに対処するため、急速な加熱・冷却に耐えられる厚さの高純度合成石英を使用しています。
しかし、本当の秘訣は位置合わせにあります。タングステンフィラメントの位置を0.1mm未満の範囲内に保つのです。なぜでしょうか？フィラメントがずれてチューブの壁に触れると、局部過熱が起こります。その結果、石英が軟化し、圧力が高まり、最終的にランプが壊れてしまいます。
「セーフネット」方式
私たちは、単にガラスが耐えられるかどうかだけを信頼しているわけではありません。ランプの周りに補助的な保護装置を設置しています。これは、高温に耐えられるスリーブのようなものです。これは、まるで保険のようなものです。もしチューブが壊れても、このスリーブが破片を受け止めてくれます。そうすれば、破片がウェーハに当たることはありません。
また、接続部分にも注意を払っています。端子の接触不良が熱を発生させ、石英が割れてしまいます。そのため、より耐久性の高い端子に交換しています。そうすれば、端子の故障の心配もありません。
正直なトレードオフ
ただし、ランプの周りに保護装置を設置すると、赤外線の熱が少し遮断されてしまいます。その結果、熱密度が5～10％低下することになります。
これを解決するには、電源の出力を上げるか、ウェーハの処理時間を少し長くするだけです。それほど大きな変更ではありません。実際、1つのランプが壊れただけで全てのウェーハを廃棄するよりは、ずっと良いでしょう。