چرا استفاده از حرارت مادون قرمز در فرآیندهای نیمههادی، بهتر از استفاده از هوای گرم است؟
اگر تجربه کار در فرآیندهای نیمههادی را دارید، میدانید که صبر کردن برای گرم شدن اجزا چقدر آزاردهنده است.
برای مدت طولانی، ما از سیستمهای گرمایش با هوای گرم استفاده کردهایم. اما مشکل اینجاست که هوا در واقع یک واسطه است؛ شما هوا را گرم میکنید، سپس هوا دیوارهها را گرم میکند و در نهایت ویفر را گرم میکند. این روش کند و پیچیده است.
وقتی از سیستمهای خلا استفاده میکنیم، این واسطه وجود ندارد؛ یعنی هیچ هوایی برای حرکت وجود ندارد. بنابراین، از لامپهای مادون قرمز برای انتقال انرژی مستقیماً به سطح ویفر استفاده میکنیم. دیگر نیازی به صبر کردن نیست.
هزینه زمانی
سیستمهای گرمایشی مبتنی بر هوای گرم، دارای اینرسی حرارتی زیادی هستند؛ در واقع، این سیستمها مانند استفاده از فن دستی برای گرم کردن استخر شنا هستند؛ شما زمان زیادی را صرف آماده کردن محیط میکنید. این هزینه زمانی، باعث کاهش بهرهوری در فرآیندهای گرمایشی میشود.
لامپهای مادون قرمز این مشکل را حل میکنند؛ فوتونها بلافاصله به سطح ویفر برخورد میکنند.
در فرآیندهای گرمایشی سریع، این روش بسیار مفید است؛ زمان گرم شدن ویفر از دقایق به ثانیهها کاهش مییابد. دیگر نیازی به صبر کردن نیست؛ شما میتوانید فوراً شروع به کار کنید.
مشکلات مربوطه
البته، نمیتوانید فقط یک لامپ را در محفظه خلا قرار دهید و کار تمام شود. باید با مشکلات مربوط به انتشار گازها نیز کنار بیایید؛ اگر درزهای محفظه خلا مناسب نباشند، آلایندهها مستقیماً روی ویفر ریخته میشوند. این وضعیت واقعاً وحشتناک است.
همچنین، باید موازنه توان را در نظر بگیرید؛ لامپهای با توان بالا، انرژی زیادی تولید میکنند، اما اگر لامپ خیلی نزدیک به ویفر باشد، نقاط گرم ایجاد میشود. این یک تعادل حساس بین فاصله کانونی لامپ و جرم حرارتی ویفر است. اگر توان زیادی را به سرعت به ویفر بدهید، ممکن است ویفر دچار تغییر شکل یا شوک حرارتی شود.
نکات مهم
یکی از مزایای لامپهای مادون قرمز این است که نیازی به استفاده از کانالهای هوای بزرگ و حجیم نیست؛ آنها فضای کمتری را اشغال میکنند.
همچنین، میتوانید آنها را با سیستم کنترل منطقهای تنظیم کنید؛ به جای گرمای نامتوازنی که در سیستمهای گرمایشی مبتنی بر هوای فشرده وجود دارد، میتوانید گرمای مورد نیاز را در نواحی مختلف ویفر تنظیم کنید.
فقط یک نکته: باید مراقب سیستم خنککننده نیز باشید؛ چون دیوارههای محفظه خلا، انرژی حرارتی را جذب میکنند، بنابراین نیاز به سیستمی دارید که بتواند این انرژی را مدیریت کند؛ در غیر این صورت، پمپهای خلا دچار گرمایش بیش از حد خواهند شد.