高負荷の洗浄処理中にウェーハが汚染されるのを防ぐ方法
半導体の乾燥工程において最悪の事態と言えば、IRランプが破損することです。高負荷の処理を行っている最中にランプが破損すると、単に電球が壊れただけでは済みません。ガラスの破片や化学物質がウェーハに降りかかります。これは、そのロット全体にとって大きな被害となります。私たちは、このような事態を防ぐ方法を長年研究してきました。
熱ショックの問題
大量生産を目指す際には、迅速に熱を供給する必要があります。しかし、問題は、冷たい洗浄水が極めて高温の石英管に当たると、温度変化が激しくなることです。一般的なランプでは、このようなストレスに耐えられず、破損してしまいます。
これを解決するために、私たちは厚壁の石英を使用します。また、端部分には特殊な防水シールも施します。これにより、湿気が内部に入るのを防ぎ、それによって発生する短絡やフィラメントの早期劣化を防ぎます。
安全装置の設置
私たちは、ランプが無事であることだけを願っているわけではありません。ランプを保護するために、密封された石英製のケースに包み込みます。これは物理的な障壁として機能し、内部の加熱要素が破損しても、外側のケースが破片を受け止めます。そうすれば、ウェーハは汚染されずに済みます。これは、ランプが故障しても生産が中断されないようにする簡単な方法です。
トレードオフとその対処法
もちろん、このような追加の石英層を設置すると、IR光の透過率が低下します。つまり、「裸の石英管」の時ほどの強度は得られません。しかし、これは簡単に解決できます。出力を上げれば、依然として所定の速度で加熱が行えます。ただし、電源が余分な負荷に対応できるかを確認する必要があります。最後に、正確なPID制御を行うことが重要です。適切な減速操作をしないで電力をON/OFFすると、フィラメントが破損してしまいます。どんなに防水性が高くても、熱の影響は避けられません。