クラス100のクリーンルームを実際に清潔な状態に保つために
もし、クラス100の環境でシリコンウェーハを加熱する場合、その恐ろしさはご存知でしょう。ほんの微細なほこりの粒——たった1マイクロメートル程度——があるだけで、作業したウェーハ全体が無用のものになってしまいます。
問題は、一般的な加熱素子は汚れやすいということです。加熱や冷却のたびに、微細な破片が発生します。これは、いつ事故が起きてもおかしくない状況です。
私たちは、高純度の合成石英製のIRランプを使用してこの問題に対処しています。これらのランプは、半導体産業向けに特別に設計されており、「清潔」という概念も、一般の場所とは全く異なります。
粒子との戦い
私たちは、不純物含有量が極めて低い融解石英を使用しています。なぜかというと、そうすることで、ランプが金属イオンを放出したり、高温になったときに破片が飛び散ったりするのを防げるからです。
これらのランプを密封する前に、徹底的な洗浄処理を行います。表面のあらゆる汚染物質を取り除きます。そうすれば、スイッチを入れた時、ウェーハに当たるのは赤外線だけです。他に何もありません。破片もほこりも、何もありません。
適切な温度の調整
重要なのは、単に清潔であるだけではなく、正確な温度管理も必要です。私たちは、一貫した短波長の赤外線を出すようにこれらのランプを調整しています。そうすることで、ウェーハの表面に均等に熱が伝わります。迅速に加熱され、基板上に低温部分が残らないのです。
ただし、高純度の石英は少々デリケートです。熱ショックには耐えられますが、落としたり衝撃を与えたりすると壊れてしまいます。
また、真空対応の取り付け用部品を使うことが大切です。そうしないと、新たな汚染物質がチャンバー内に入ってしまい、本来の目的が台無しになってしまいます。
設備への取り付け
これらのランプは、簡単に取り替えられるように設計されています。既に使用しているジグのサイズや電気的仕様に合致しているので、週末を費やして電源装置を再設計する必要はありません。
ただ一つ注意すべき点があります。冷却システムを確認してください。ウェーハから戻ってくる放射熱に耐えられるかどうかを確認してください。もし耐えられない場合、フィラメントが思ったより早く壊れてしまいます。