カーボンナノチューブの成長に適した温度を設定する
もし、ウエハ上でカーボンナノチューブを成長させようとしたことがあるなら、実際の課題は単に温度を上げるだけではないことがわかるでしょう。重要なのは、熱が本来あるべき場所に届くようにすることです。
私たちは、金でコーティングされた反射器を使用することが鍵だと気づきました。聞こえは豪華ですが、要するに、システムに供給されるエネルギーがすべてウエハに届き、部屋全体が温まってしまうのを防ぐということです。
なぜ金なのか？
一般的な反射器は、エネルギーを過剰に吸収してしまいます。しかし金は違います。赤外線を効果的に反射する特性があります。チャンバーの内壁に金を使うことで、まるで熱鏡のような効果が得られます。そうすれば、熱が外部に漏れ出ず、光子が直接ターゲットに向かって戻ってきます。これにより、エネルギーが正確に成長が起こる場所に集中します。
「冷たい部分」の排除
ウエハレベルでの作業では、冷たい部分が大きな問題です。それにより歩留まりが低下してしまいます。
私たちは、この反射器を使って放射線のフラックスを集中させることで、ウエハの端が中心部に遅れることがないようにしています。そうすることで、ウエハ全体に均一な温度分布が得られます。さらに、活性化温度に到達する時間も大幅に短縮されます。準備にかかる時間が減り、実際に製造に費やせる時間が増えます。
欠点
もちろん、これは魔法のような方法ではありません。何らかの妥協が必要です。
そんなに多くの放射線を集中させると、ランプのフィラメントやチャンバーの密封部分に大きな負担がかかります。速度を上げるためにワット数を増やせば、冷却システムもそれに対応できるようにしなければなりません。適切なヒートシンクがなければ、ランプが破損したり、反射器が変形したりする可能性があります。
最後に、清潔に保つことが重要です。金の表面にほんの少しのほこりが付着しているだけでも、効率が大幅に低下します。厳格な清掃スケジュールを守ることで、長期的には多くの問題を避けることができます。