CNTヒーターを使用する際のウェーハの清潔の維持
カーボンナノチューブの製造に携わっている方なら、よくご存知のことでしょう。触媒を活性化させるためには、高強度の赤外線ランプが必要です。しかし問題は、大量生産時にこのランプを過酷に使った場合、予期せぬ事態が起こり得るという点です。
ランプが破損すると大変なことになります。生産ラインが停止するだけでなく、石英の破片やハロゲンガスがウェーハに降り注ぎます。一度破損してしまうと、そのロット全体が廃棄処分になってしまいます。
破損のリスクに対処する方法
ほとんどの「破損」は偶然に起こるわけではありません。通常は、密封部にかかる機械的なストレスや局所的な過熱が原因です。
これを防ぐために、私たちは厚壁の石英管や強化された密封装置を使用しています。これにより、急速な温度変化があってもランプが破壊されることはありません。
しかし、それだけではありません。保護用のシールドも追加しました。これはまるで安全網のようなものです。もしランプが破損しても、シールドが破片を受け止めてくれるので、ガラス片がウェーハに触れることはありません。これにより、汚染が制限され、ウェーハが守られます。
熱密度の問題
高出力の赤外線ランプは効果的ですが、電源や冷却装置に大きな負担をかけます。
250ワットのランプを使っているとしても、110％の能力で動かして数分間短縮しようとする人もいますが、そんなことはしない方が良いです。そうすると、フィラメントが早く破壊されてしまいます。
また、冷却ファンが実際の発熱量に見合っているかも確認してください。ランプの先端が過度に熱くなると、石英が柔らかくなり、変形し、最終的に破損してしまいます。
正常に動作させるための対策
ランプが破損してしまった場合、技術者が時間をかけて配線の調整をする必要はありません。標準化されたコネクタを使用すれば、簡単に交換できます。管を交換し、PIDコントローラーを再設定すれば、すぐに再稼働できます。
ただし、古いアレイで1つのランプだけを交換する場合、一時的にウェーハ全体の温度バランスが崩れることがあります。新しいフィラメントが安定するまでには少し時間がかかりますので、注意が必要です。