Pertarungan antara haba dan jarak dalam proses pemanasan wafer
Jika kita benar-benar ingin mengurangkan kesan negatif terhadap alam sekitar akibat penggunaan fasiliti pengeluaran semikonduktor, kita perlu berhenti bergantung pada ketuhar jenis resistif yang lama. Ketuhar ini memakan banyak tenaga. Cara yang lebih baik adalah menggunakan sistem inframerah gelombang pendek (SWIR). Lampu inframerah ini dapat memanaskan permukaan wafer secara langsung. Dengan cara ini, tiada lagi pembaziran tenaga untuk memanaskan udara di sekeliling wafer.
Namun, ada masalahnya: jarak antara lampu dan wafer sangat penting. Jarak inilah yang menentukan sama ada proses pemanasan berjalan dengan lancar atau tidak.
Mencari jarak yang “selamat”
Apabila kita bercakap tentang jarak yang selamat, ia bukan sekadar memastikan lampu tidak menyentuh wafer secara fizikal. Ia juga melibatkan bagaimana haba tersebut sampai ke permukaan wafer. Jika lampu diletakkan terlalu dekat, ia akan menyebabkan “titik panas” pada permukaan wafer. Ini akan merosakkan wafer tersebut.
Tetapi kita juga tidak boleh meletakkan lampu terlalu jauh. Jika jaraknya terlalu besar, tenaga akan tersia-sia. Tenaga tersebut akan mengenai dinding ruangan tersebut, bukannya silikon. Ini akan mengurangkan kecekapan proses pengeluaran.
Biasanya, kita menentukan jarak yang sesuai dengan melihat kuasa lampu dan kelajuan pemanasan yang diperlukan. Jarak yang lebih kecil akan memberikan pemanasan yang lebih cepat. Namun, sistem kawalan perlu berfungsi dengan cepat untuk menghentikan aliran tenaga sebelum suhu melebihi had yang ditetapkan.
Kos tersembunyi akibat pembaziran haba
Penggunaan kaedah pemanasan lama sama seperti cuba memanaskan satu biji kacang dengan memanaskan seluruh dapur. Sistem inframerah pula berbeza – ia memanaskan silikon secara langsung.
Dengan menentukan jarak yang sesuai, kita dapat mengelakkan radiasi yang tidak diinginkan daripada mempengaruhi komponen mesin. Ini merupakan kelebihan yang besar bagi fasiliti pengeluaran. Mengapa? Kerana sistem HVAC tidak perlu bekerja keras untuk menyejukkan ruangan yang dipenuhi dengan haba yang tidak diperlukan.
Cabaran teknikal
Anda mungkin berfikir, “Mengapa tidak gunakan array inframerah berkepadatan tinggi dan meningkatkan kuasa lampu untuk mengimbangi jarak yang lebih besar?”
Percayalah, jangan lakukan itu. Meningkatkan kuasa lampu secara berlebihan akan menyebabkan filamen lampu cepat rosak, dan akan memberi tekanan yang besar pada sistem elektrik. Selain itu, sistem penyejukan juga akan menghadapi masalah akibat tekanan yang tinggi.
Yang penting adalah mencari jarak yang tepat. Kita perlu mencari jarak yang membolehkan suhu wafer menjadi seragam, tanpa perlu memaksa lampu untuk beroperasi pada kapasiti 100% sepanjang masa. Itulah cara untuk mencapai kecekapan sebenar.