ヒーターに問題が発生したときでも、ウェーハを清潔に保つ方法
カーボンナノチューブの製造を行っている人なら、この問題はよく知っているでしょう。正確な温度制御のためには、高出力の赤外線ランプが必要です。しかし問題は、高負荷の生産環境下でこれらのランプを使うと、チューブが破損してしまうことです。
それは恐ろしい状況です。石英製のケースが割れてしまい、ガラスの破片や化学物質がシリコンウェーハに降りかかります。そうなると、ウェーハの歩留まりはゼロになってしまいます。
では、なぜチューブが破損するのでしょうか？
一般的には、熱応力やシール部での電気アークが原因です。これを防ぐために、私たちは高純度の合成石英を使用します。この素材は熱膨張率が低いため、急速な加熱・冷却にも耐えられます。
また、フィラメントの張力も重要です。フィラメントが緩むと、ホットスポットができてしまい、それによってガラス壁が弱くなり、最終的には破損してしまいます。
破片の発生を防ぐ方法
私たちは、単にガラスが壊れないことを願うだけではありません。万が一ガラスが壊れた場合に備えて対策を講じています。まず、保護用のカバーや耐衝撃コーティングを使用します。内側のランプが爆発しても、その破片が飛び散るのを防ぎます。さらに、強化されたエンドキャップやコネクタを使用し、振動が起きてもランプが動かないようにしています。
トレードオフの現実
実際、高速なカーボンナノチューブの成長のためには高い出力が必要です。しかし、それによって石英に大きな負担がかかります。常に110％の出力でランプを動かし続けることはできません。物理法則上、それは不可能です。すべてを安定させるためには、適切な冷却風の流れが必要です。もしチューブの端が冷えないままだと、温度差が大きくなり、最終的にはガラスが破損してしまいます。
私たちのヒーターは、標準的なIRアレイに簡単に取り付けられるように設計されています。しかし、本当に重要なのはその安全機能です。それが、ランプが壊れてもウェーハがダメにならないようにする唯一の手段なのです。