ESCの脱脂・焼結・仕上げで必要となるAir / N₂ / N₂＋H₂ / Dry-Wetの雰囲気履歴を、一つの高気密チャンバーで管理するための専用炉です。真空引き・パージによる雰囲気置換とWetterによる水分分圧制御を組み合わせ、材料状態と工程再現性を作り込みます。
ウェハを静電力で保持するESCでは、セラミックス・内部電極・表面状態を一体で作り込む必要があります。
ESCはセラミックス内部に電極を組み込み、表面でウェハを保持する複合部品です。そのため焼成時の温度・雰囲気・水分分圧・冷却履歴が、単一の材料だけでなく「セラミックス／内部電極／表面」の3つへ同時に影響します。
「何が課題か」と「一台化で何が改善できるか」を、工程の流れで比較します。
下記は考え方の一例です。材料系に応じてAir工程の温度、H₂比率、露点、保持時間を個別設定します。
Dry/Wetの流量比と露点を管理し、H₂/H₂O系の雰囲気状態を再現可能なプロセス条件へします。
H₂とH₂Oの比率は高温での酸素ポテンシャルに関係します。Dry/Wetを変えることで、表面状態や電極酸化/還元の条件出しに利用できます。
機能の羅列ではなく、プロセスパラメータと材料状態のつながりを整理します。
炉内を一枚の写真で確認し、ワークゾーン・Wロッドヒーター・断熱構造・制御系の位置関係を示します。
「できること」だけでなく、その機能がなぜ工程に効くのかをカードごとに明示します。
高温域でESC母材を緻密化し、材料特性を作り込みます。
内部電極・界面の酸化状態を考慮しながら還元雰囲気で熱処理します。
Dry/Wetを切り替え、pH₂O・露点を反応条件として評価します。
可能な工程を同一チャンバーに集約し、装置間搬送と外気曝露を減らします。
下記は実績装置の一例です。ワークサイズ・処理枚数・工程雰囲気に合わせて個別設計します。
ESC焼成で検討初期に確認される項目をまとめています。
はい。プロセス前後の雰囲気置換を目的として真空引き・減圧パージを組み込む構成を検討できます。到達圧力やポンプ構成は炉内容積、ワークのアウトガス、必要な残留O₂/H₂Oレベルに合わせて決定します。
切替を前提とした高気密炉・ガス系を構成できます。ただしAir工程と高温N₂/H₂工程ではヒーター保護条件が異なるため、使用温度・パージ・切替シーケンスを個別設計します。
Inputガスの水蒸気分圧・露点を調整し、H₂/H₂O比をプロセス条件として管理するためです。必要精度に応じて露点計を併用します。
搬送・待機・外気曝露を減らし、パージ条件、H₂比率、露点、温度履歴を一つのレシピとして管理しやすくなる点です。
W550 × D550 × H600 mmは代表例です。ESCサイズ、処理枚数、治具、温度分布、スループットから個別設計します。
ワーク寸法、脱脂/焼結/仕上げ温度、Air/N₂/H₂条件、真空引き、Dry/Wet・露点、工程集約範囲を確認し、炉内材・ヒーター・ガス・Wetter・排気・安全仕様まで整理します。
