なぜ半導体製造ラインで防水型の赤外線ランプを使用するのか
半導体製造における洗浄・乾燥工程について話しましょう。もし実際にその工程で働いたことがある人なら、これが全体の工程を遅らせる要因だということを知っているでしょう。つまり、ボトルネックとなっているのです。
この問題を解決するために、防水型の赤外線ランプが使われます。これは、ウェーハを「びしょ濡れ」の状態から「完全に乾燥した」状態にするのに最適な手段です。また、ウェーハの表面を損傷させたり、汚染物質を残したりすることもありません。
従来のオーブンの問点
昔は対流式オーブンが使われていました。しかし、考えてみてください。小さなウェーハを乾燥させるために、大量の空気を加熱しているのです。これはエネルギーの無駄遣いです。
一方、赤外線ランプは違います。電磁波を利用してウェーハ上の水分に直接作用します。空気を使わないので、効率的です。そのため、古くて有害な化学溶剤や鉛を含む添加剤を使う必要もありません。まさにクリーンで直接的なエネルギー源です。
湿度への対処
しかし、難しい点もあります。このランプは洗浄ステーションのすぐ後ろに設置されているので、常に湿気や化学物質の蒸気にさらされています。非常に厳しい環境です。
もし通常の石英管を高温の状態で水にさらすと、瞬時に壊れてしまいます。これを防ぐために、特殊な石英製のケースや密封された端カバーが使われます。これにより、フィラメントに湿気が入るのを防ぎ、ランプが壊れるのを防ぎます。
また、短波長の赤外線を使用します。なぜかというと、より深く浸透して、数秒で表面の水を除去できるからです。とても速いのです。そうすることで、設備が占めるスペースも大幅に減ります。
デメリット：熱の管理
ただし、高強度の赤外線ランプは大量の熱を発生させます。単純に接続して放置しておくわけにはいきません。
もし適切な放熱システムがなければ、装置が変形してしまいます。さらに悪いことに、「熱蓄積」のためにランプが早く壊れてしまいます。適切な冷却が必要です。さもなければ、交換用部品にお金を無駄にすることになります。
私たちは、水がどのように熱を吸収するかを考慮して、波長を調整し、ウェーハを完璧に乾燥させつつ、基材が過熱しないようにしています。実に効果的です。