加熱が限界に達したときのウェーハ汚染を防ぐ方法
半導体製造工場では、ランプが破損すると、単なるトラブルや短時間の停止にとどまらず、大きな問題となります。重負荷がかかって石英管が壊れると、単に機能しなくなるだけでなく、破片や微粒子がウェーハに飛び散ってしまいます。
私たちは、このような事態を防ぐために、UHPヒーターランプを開発しました。
ランプが破損するのを防ぐ秘訣
まず、合成結晶シリカを使用します。これは非常に高純度で（99.99％以上）、急激な温度変化にも耐えられます。そのため、微小なひび割れが生じてランプが破損することはありません。
ほとんどの場合、故障は電極と石英が接する部分で起こります。私たちはこの部分を強化しており、ハロゲンサイクルによる内部圧力がかかっても、密封状態を保ちます。
次に、フィラメントです。タングステンをミクロ単位で正確に配置します。なぜかというと、少しでもずれると、管壁に熱点ができてしまい、それによって石英が弱くなってしまうからです。正確な位置決めによって、均一な加熱が実現され、管も破損しません。
汚染を防ぐための対策
最良の素材を使っていても、最悪の事態に備える必要があります。
私たちは、ヒーター素子を高純度の石英製のケースや保護カバーで覆います。これは安全網のようなものです。もし内側のランプが破損しても、このカバーがガラスやガスを受け止めてくれます。そうすれば、ウェーハは汚染されず、生産効率も維持されます。
一つのヒント：必ず指定された電圧を守ってください。より多くの熱を得るために過剰な電圧をかけるのは危険です。それによってフィラメントがダメになり、ランプが破損する可能性が高くなります。
トレードオフ
正直に言うと、このような保護カバーを使うと、熱容量が増えてしまいます。そのため、温度上昇や下降の速度が、通常のランプよりも少し遅くなります。温度制御を維持するために、PID調整を行う必要があるでしょう。
しかし、これは小さな代償に過ぎません。1つのランプが壊れて全てのウェーハがダメになるよりは、少し遅くても良いのです。