高性能なIRランプを「オーブン」状態にしないための対策
半導体製造において、必要な熱密度を得るためには、高出力のIRランプが不可欠です。しかし、このランプには問題点があります。それは、熱があらゆる方向に放出されてしまうということです。
もしそのエネルギーを適切な方向に向ける手段がなければ、装置の内壁がその熱をすべて吸収してしまいます。やがて、装置の外殻が非常に高温になり、作業員が火傷を負ったり、敏感な部品が機能しなくなったりします。本当に厄介です。
解決策は、石英ガラス製のシールドを使用することです。
通常のIRランプはあらゆる方向に熱を放出しますが、精密に作られた石英ガラス製のシールドを使えば、まるで壁を作ったようになります。石英は高温に耐えられるため、ハロゲン素子のすぐ近くに置いても割れることはありません。
このシールドによって、IR波が装置のフレームに当たるのを防ぎ、ウェーハに向かわせることができます。そうすれば、必要な場所にだけ熱が集中し、装置の外部は触っても冷たく保たれます。
ただし、材料選びには注意が必要です。
私たちは高純度の融成石英を使用しています。なぜかというと、温度を上下させても変形しないからです。安価なガラスを使えば、全出力になった瞬間に割れてしまう可能性があります。
また、取り付け時には注意が必要です。シールドをきつく固定しすぎると、過剰な熱が発生し、ランプが壊れてしまいます。逆に緩くしすぎると、熱が適切に方向づけられなくなります。最適なバランスを見つけることが重要です。
これが実際の業務に与える影響は？
このシールドを使えば、装置内の「オーブン効果」はなくなります。冷却ファンの動きも落ち着き、施設の冷却水システムもそれほど負担をかけずに済みます。
ただし、石英は繊細な素材です。ランプの交換時に少しでも無理に扱うと、交換用のランプを注文しなければなりません。また、必ず手袋を着用してください。皮脂がガラス表面に付着すると、熱点ができて、早期に故障する原因になります。