クリーンルーム用のトロリーヒーターがずれないようにする方法
半導体製造工場で作業を行う際、トロリーヒーターはウェーハを温めるだけの役割を果たすわけではありません。実際には、無菌室の中で大規模な電気的故障が起こらないようにするためのものです。確かに、特定の温度を維持するためにこのヒーターが使われますが、実際に夜も安心して眠れるかどうかは、その電気的な信頼性にかかっています。
なぜすべての製品をテストするのか
ここでは「バッチサンプリング」は行いません。それはあまりにもリスクが高すぎます。その代わり、私たちが製造するすべての加熱要素は、工場を出る前に、耐電圧試験や絶縁抵抗試験を徹底的に受けます。
高電圧をかけて、絶縁層がしっかり機能しているかを確認します。
なぜそんな手間をかけるのかというと、もしクリーンルーム内でヒーターが故障した場合、単に壊れた部品を交換するだけでは済みません。漏れ電流が敏感なウェーハを破損させたり、ESDを引き起こしたりする可能性があります。コーティングに微小な穴が開いたり、セラミックに微細な亀裂が入ったりすると、大変な事態になります。私たちは、そうした心配をしなくて済むように、すべての製品をテストしています。
安全性を確保するための工夫
電流が漏れないように、高品質な誘電体材料を使用して、加熱要素とトロリーのシャーシを分離します。これは非常に重要です。なぜなら、クリーンルームでは静電気が蓄積されないように厳格な接地規則があるからです。
しかし、実際にはほとんどの故障は加熱要素自体ではなく、接続部で発生します。トロリーは動き、振動します。その動きによって、絶縁層が擦り切れたり、配線が緩んだりすることがあります。それを防ぐために、強化された端子を使用します。これは簡単な解決策ですが、これによって装置が正常に動作します。
抵抗しなければならないトレードオフ
もちろん、何かデメリットもあります。高い絶縁抵抗は不可欠ですが、その代償が必要です。より厚い誘電体コーティングを使えば装置はより安全になりますが、一方でヒーターの加熱速度が遅くなります。つまり、少しの熱応答性を犠牲にして、完全な安心感を得るということです。
ちなみに、PIDコントローラーを調整して、その熱遅れを解消する必要があります。そうしないと、目標温度を超えてしまう可能性があります。調整には少し時間がかかりますが、一度調整すれば問題ありません。