半導体の洗浄工程における「ホットウォール」問題の解決策
半導体のウェットプロセスに携わったことがある人なら、その苦労はよく理解しているでしょう。洗浄処理中にウェーハを加熱する必要がありますが、装置の外殻がオーブンのようになってしまうのは避けたいものです。
従来の放射型ヒーターは、基本的に電球のようなもので、熱をあちこちに放出します。そのため、装置の内壁が異常に高温になってしまいます。これはエネルギーの無駄遣いであり、実際、機械の近くで作業する人々にとっては安全上の危険も伴います。
私たちは、より良い方法を見つけました。それが指向性赤外線ランプです。
実際の動作原理
ほとんどの赤外線ランプは、360度全方位に放射を行います。しかし、私たちはそうした方式を使いません。代わりに、短波長の赤外線を発生させる装置と、専用の反射器を組み合わせています。
短波長の赤外線は、洗浄液を通過して直接ウェーハ表面に当たるので優れています。ビームを絞ることで、必要な場所だけに熱エネルギーを集中させることができます。そうすれば、ウェーハの温度を適切に上昇させることができますが、装置の外殻は触っても冷たいままです。
汚れの対処法
洗浄工程は本来、湿った環境です。水と電気は相容れません。
短絡を防ぐために、電気接点部分には防水シールを付けています。これがなければ、湿度や水分が端子を侵食し、故障の原因となります。また、すべての部品を石英製のケースで覆っています。これにより、化学薬品や水しぶきにも耐えられます。
難しい点
簡単に使えるわけではありません。熱を一点に集中させるため、精度が非常に重要です。
もしランプの位置が数ミリでもずれてしまうと、ウェーハに熱点ができてしまいます。それは大きな問題です。
また、外殻は冷たく保たれますが、ランプ自体は非常に高温になります。冷却ファンやヒートシンクが十分でない場合、ランプが早く壊れてしまいます。
最善の方法は、これらをPIDコントローラーに接続することです。そうすれば、温度を正確に制御できます。そうすれば、ウェーハの品質が安定し、装置も冷たく保たれ、作業員も安心して作業できます。