粉塵の抑制：水素センサーを破壊せずに加熱する方法
水素センサーを製造する際、ほんのわずかな粉塵でも大問題です。たった一つの粒子があれば、大量のセンサーがダメになってしまいます。
クラス100のクリーンルームで作業している場合、最大の敵はしばしば自分の使用する機器です。一般的な加熱要素は危険です。それらは剥がれ落ちたり、ガスを漏らしたりします。本当に厄介です。
だからこそ、私たちは高純度の石英赤外線ランプを使っています。
なぜ石英が有効なのか
ランプのケースとして融解シリカ石英を使用しています。その利点は、腐食せず、金属イオンを空気中に放出しない点です。また、熱衝撃にも強いので、急速に加熱しても、チューブが割れて部屋全体が汚染される心配はありません。単純にうまく機能するのです。
加熱の管理
赤外線加熱の特徴は、直接加熱できる点です。空気を加熱する時間を無駄にせず、直接基板自体を加熱できます。これはクリーンルームにとって大きな利点です。空気をかき混ぜないため、部屋の隅々から粉塵が舞い上がることもありません。また、波長をセンサーの材料に合わせて調整することで、熱が正確に必要な場所に届きます。
しかし、出力密度には注意が必要です。小さな領域に多すぎるワット数を与えると、ホットスポットが発生します。基板が変形すると、センサーの感度が変わってしまい、時間を無駄にしてしまいます。私たちは、ウェーハ全体に均一な温度分布を保つために、ワット数や電圧を丁寧に調整しています。
実際の運用
これらのランプは、そのまま交換可能に設計されています。誰も、何日も生産を停止したくはありません。また、密封性が高いため、万が一チューブが壊れてもハロゲンガスが漏れる心配はありません。
ただし、石英は壊れやすいので注意が必要です。熱には耐えられますが、衝撃には弱いのです。取り付けブラケットの使い方には注意が必要です。ガラスに直接的なストレスをかけてはいけません。クランプを過剰に締め付けると、最初に加熱された時にチューブが壊れてしまいます。
そして、冷却システムも忘れてはいけません。多くの放射熱がチャンバーの壁に反射されるため、注意しないと制御用の電子機器が損傷してしまいます。