ガラスの破片からウェーハを守る：チューブの破裂を防ぐために
高負荷の半導体製造環境では、赤外線ランプが壊れると、単なる生産停止にとどまらず、大きな問題につながります。
石英チューブが壊れると、機能しなくなるだけでなく、ウェーハの表面に微細なガラスの破片や化学物質が付着してしまいます。これは大変な問題です。そのため、私たちは、そうしたリスクが発生する前に対策を講じています。
なぜチューブが壊れるのか
ほとんどの場合、原因は熱応力です。ランプに最大出力を与えると、中央部分は非常に高温になりますが、端の部分は比較的低温のままです。この温度差によって、ガラス内部で機械的な応力が生じます。
これを解決するために、高純度の融成石英を使用しています。この素材は安価なものと比べて収縮や膨張がほとんどないため、急激な温度変化があってもチューブが安定します。また、端部の問題も見過ごしません。不良なシール部品は、圧力がかかると最初に破れてしまいます。私たちはシール部品の形状を工夫し、より丈夫にしているので、高負荷時でも破損の心配がありません。
安全装置
事故は起こり得ます。最も優れたチューブであっても故障することがあります。
そこで、物理的な保護装置が必要になります。加熱要素の上に、高透過率の石英製のカバーや保護メッシュを設置します。これはまるで保険のようなものです。もしランプが壊れてチューブが割れても、このカバーが破片を受け止めてくれます。そうすれば、ウェーハはきれいな状態のままで、生産も続けられます。
妥協点
ただし、この保護装置を追加すると、少し熱抵抗が増えます。その結果、裸のランプと比べて、直接の赤外線の効果が少し低下します。
そのため、出力設定を調整したり、温度上昇のタイムラグを少し大きくする必要があります。しかし、12インチウェーハ全体を廃棄するリスクを避けるためには、これは小さな代償です。
最後に、正確なPID制御システムを併用することをお勧めします。単に電圧を上げて熱を強制的に与えるのではなく、電圧を一定に保つことで、ハードウェアの寿命を延ばすことができます。