灯の破損によって生産効率を低下させないために
炭素ナノチューブの製造を行っている人なら、その問題をよく知っているでしょう。極度の温度制御が必要です。しかし、大量生産を行う際には、私たち全員が恐れる最悪の事態が起こり得ます。それは、赤外線ランプが破壊されることです。
単に停止時間が増えるだけではありません。石英管が破壊されると、ガラスの破片や金属の破片がウェハーの上に散らばります。クリーンルームでは、これは大惨事です。一度破壊されると、そのロット全体が廃棄処分になってしまいます。
なぜ破壊されるのか？
通常、熱ショックや過度な発熱が原因です。急速な温度上昇を実現するために電力密度を限界まで高めると、このようなことが起こります。石英管に微細な欠陥があったり、電圧が急上昇したりすることもあります。どちらにしても、ガラスが破壊されてしまいます。一般的には、管が外部に爆発し、すべての破片が基板の上に落ちてしまいます。
より良い対処法
私たちは、ウェハーを危険にさらすことをやめることにしました。
解決策は非常に簡単です。物理的な障壁を設けるのです。各ヒーターを高純度の石英製のカバー内に収めます。これは、まるで安全ガラスのようなものです。内部のランプが破壊されても、外側のカバーが破片を受け止めてくれます。そうすれば、破片はその場に留まり、ウェハーは清潔なままです。
また、エンドキャップには特別なシーリング剤を使用し、何も漏れ出さないようにしています。そうすれば、潜在的な災害を、5分程度のメンテナンス作業に変えることができます。
正直なトレードオフ
もちろん、何でも無料というわけではありません。この保護カバーを使うと、赤外線の透過率が少し低下します。裸のランプを使う場合と比べて、熱流束が少し減少します。そのため、電力設定を上げたり、保持時間を長くしたりする必要があります。しかし、ウェハー全体を廃棄しないためには、それほど大きな代償ではありません。
最後に、冷却ファンにも注意が必要です。その保護カバーによって、ランプの端付近に熱が溜まります。そのため、接続部が過度に熱くならないように、十分な風量を確保する必要があります。