壊れた1つのランプが、全体の生産を台無しにするのを防ぎましょう。
大量生産のMEMS製造では、1つの故障が全週分の作業を台無しにしてしまうこともあります。
赤外線ランプが壊れると、単に生産が停止するだけでなく、石英の破片や金属の粒子がウェーハに付着してしまいます。これは本当に厄介な状況です。だからこそ、私たちはIR加熱器を特別な仕様で設計したのです。そうすれば、故障が大惨事に発展するのを防げます。
では、なぜこのようなランプが壊れてしまうのでしょうか？
高ワット数のランプは非常に高温になります。速い乾燥サイクルに対応するために、ランプを過度に稼働させると、熱ストレスによって封止部分が破損してしまいます。さらに、石英にわずかな不純物があったり、電圧が急激に上昇したりすると、ガラスが破れてしまいます。通常、その場合、ランプの破片がウェーハに直接当たってしまいます。
どうやってこの問題を解決しているのか？
私たちは2段階の対策を施しています。
第一に、高純度の合成石英を使用しています。これにより、熱ショックにも強くなります。
第二に、加熱要素を保護用の石英ケースや強化されたハウジングの中に入れています。これはまるで安全カゴのようなものです。もしランプが壊れても、ケースが破片を受け止めてくれます。そうすれば、ウェーハはきれいなままで済みます。
また、電気的な側面にも力を入れています。端子でのアーク放電は、静かに破壊を引き起こす要因です。アーク放電によって微小な高温点が生じ、時間が経つにつれて石英が破壊されてしまいます。接続部分をしっかり固定すれば、問題が発生する前に防ぐことができます。
正直なバランスの取り方
保護ケースを使うと、熱とウェーハの間に物理的な障壁ができます。その結果、赤外線の効果が少し低下します。
そのため、より高い電力を使ったり、ウェーハを数秒間長く加熱したりする必要があるかもしれません。しかし正直に言って、それでも私はその代償を払う覚悟です。5％の加熱速度の低下なんて、ランプが壊れて5万ドル相当のセンサーが台無しになることに比べれば大したことありません。
ただし、安定した電圧制御を行うことが重要です。そうすれば、ランプの寿命が延び、歩留まりも維持できます。