クリーンルーム内で使用されるヒーターが爆発しないようにするためには、何が必要かを考えてみましょう。半導体製造工場において、ヒーターが故障するというのは、単なる「技術的な問題」以上の深刻な問題です。それはまさに悪夢です。単に生産が停止するだけでなく、ウェーハ全体が廃棄処分になってしまう可能性もあります。
私たちは、ウェーハの温度を一定に保つためにこれらのヒーターを作っていますが、実際には、電力が本来あるべき場所に留まっているかどうかが重要です。
なぜ電圧を限界まで上げるのか？
製品が工場を出る前に、私たちはHiPotテストや絶縁抵抗検査を行います。単に電力が供給されているかどうかを確認するだけではありません。実際に使用される電圧よりもずっと高い電圧をかけてみるのです。なぜかというと、隠れている欠陥を明らかにしたいからです。
例えば、セラミック製の部品に微細な亀裂があったり、組み立て時にワイヤーが押しつぶされている場合があります。通常の電圧では問題ないかもしれませんが、高電圧がかかると、その亀裂や破損が起こります。これが故障の原因です。
私たちが研究室でそのような問題を見つけるのは簡単ですが、実際にクリーンルームで使われてから見つけるのは難しいです。
「漏れ電流」の危険性
絶縁抵抗が下がると、漏れ電流が発生します。半導体製造環境では、これは大変な問題です。敏感な機器が壊れたり、センサーの動作が不安定になったりします。
私たちは、加熱要素と接地されているシャーシの間の距離を測定し、十分に高いメガオーム値が得られるかを確認します。しかし、問題は、温度が上がると物質が膨張するという点です。ヒーターは冷たい時は問題なく見えますが、200℃になると材料が膨張します。もし絶縁性能が不十分だと、そのストレスによって劣化してしまいます。私たちはこの熱膨張の影響を品質管理プロセスに取り入れているので、心配する必要はありません。
移折点の選択
常にトレードオフがあります。優れた絶縁性能を求める場合、より厚いコーティングや大きな部品が必要になります。ただし、その代わりに重さが増え、目標温度に到達するのに時間がかかります。
具体的な設備において、どちらがより重要かを決める必要があります。完全な電気的隔離か、迅速な温度上昇速度かです。高い絶縁性能を持つ装置を選ぶ場合は、電源が初期の過渡電流に対応できるかを確認してください。