ウェーハを加熱する際に爆発を起こさない方法
正直に言って、化学的な洗浄の際にウェーハを加熱するのは非常に危険です。扱うのは可燃性の溶剤や蒸気であり、いつ爆発してもおかしくない状態です。そのような環境で通常の赤外線ランプを使用するのは危険すぎます。ほんの少しの火花や、装置が過度に熱くなるだけで、大災害につながりかねません。
私たちはより良い方法を考案しました。加熱要素を空気にさらすのではなく、密封された容器の中に収めるのです。
有害物質の侵入を防ぐ
まず、赤外線要素を高純度の石英ガラスで包みます。その後、全体を耐化学薬品性で防爆性のあるカバーに入れます。これはまるで鎧のようなもので、電気と有害な化学物質との間に物理的な壁を作り出します。そうすることで、腐食性のある蒸気が配線をダメにしたり、加熱フィラメントに触れたりするのを防ぎます。
また、厳しい洗浄剤にも耐えられるゴム製のシールも使用しています。もしシールが壊れてしまうと、ランプはすぐに壊れてしまいます。だからこそ、高圧にも耐えられるように設計しているのです。「十分」というわけにはいきません。
圧力の中でも冷却を維持する
短波赤外線は、ウェーハを迅速に加熱できる点で優れています。しかし、問題点もあります。封じ込められた管の中に大量の熱が閉じ込められると、圧力が上昇してしまいます。私たちは、ランプが自分自身のケースを壊さないように、出力を調整するのに多くの時間を費やしました。
そして、単純なオン/オフスイッチは使わないでください。正確なPIDコントローラーが必要です。システムは、表面温度が化学薬品の引火点以下に保たれるように、常に出力を調整しています。これは、微妙な制御が求められるからです。
妥協点
完璧なものはありません。この保護層を加えると、多少の熱抵抗が生じます。そのため、裸のランプと比べると、熱の伝達に少し遅れが生じます。
しかし、それは致命的な問題ではありません。目標の温度に到達するためには、より高い出力の要素を使用する必要があるかもしれません。ただし、換気システムが十分であることが重要です。どんなに密封が完璧であっても、加熱器の周囲に蒸気が溜まってはいけません。