もう、故障したランプによってウェーハの歩留まりが低下することは許しましょう。
大量生産を行う半導体工場において、赤外線ランプが故障するのは本当に最悪の事態です。
その石英管が壊れると、熱の供給だけでなく、細かいガラスの破片や化学物質もウェーハに付着してしまいます。一度でも故障すれば、一括でシリコンウェーハが汚染されてしまいます。これは大変な問題であり、費用もかかりますが、実際には避けることができます。
なぜランプが壊れるのか
高出力のランプは、常に過酷な環境下で動作しています。極端な高温や高電力密度の状態が続くため、石英管に大きな負担がかかります。結局、何かが壊れてしまいます。管が割れ、真空状態が失われ、フィラメントもすぐに焼き切れてしまいます。オープンシステムで運用している場合、その破片が直接ウェーハの上に落ちてしまいます。
簡単な解決策：安全な包装
私たちは、熱とウェーハの間に物理的な壁を設けることでこの問題を解決します。
この安全な包装というのは、ランプを包み込む、高純度で耐熱性のあるカバーのようなものです。つまり、これはコンテイナーのような役割を果たします。もしランプが故障しても、このカバーが破片を捕捉してくれます。そうすれば、ウェーハは汚染されずに済みます。
また、材料にも気を配っています。異物が発生しないように、低ガス放出型の材料を使用しています。カバーのフィット感も適度で、粒子が飛散するのを防ぎつつ、石英管が熱くなった時に膨張する余地も確保しています。
正直なトレードオフ
もちろん、カバーを追加すると、ランプとウェーハの間にもう一層の材料が存在することになります。そのため、赤外線の効率が少し低下します。目標温度に到達するのに数秒遅くなるかもしれません。しかし、たった1つのランプの故障で多くのウェーハを廃棄するよりは、少し待つ方がずっと良いでしょう。
スムーズに運用するためのヒントとしては、電源のインピーダンスを適切に調整して、カバーの端が過熱しないようにすることです。また、筐体周囲の空気の流れを良くして、熱が溜まらないようにしましょう。
それだけです。