Neden Vakumlu Kızılötesi Isıtma, Yarı İletken İşlemlerinde Sıcak Hava Isıtmasından Daha İyi?
Eğer yarı iletken işlemleriyle uğraştıysanız, beklemenin ne kadar sinir bozucu olduğunu bilirsiniz. Özellikle de bir şeylerin ısınmasını beklemek…
Uzun süre boyunca sıcak hava dolaşım sistemlerinden yararlandık. Ancak sorun şu ki: Hava sadece bir aracıdır. Havadaki enerji duvarları ısıtır ve sonunda da wafer’ı ısıtır. Bu yöntem yavaştır ve verimsizdir.
Vakum ortamına geçildiğinde ise bu aracı ortadan kalkar. Hareket edecek hava yoktur. Bu yüzden enerjiyi doğrudan substrata iletmek için kızılötesi lambalar kullanılır. Bekleme yok, dolambaçlı yollar yok.
“Zaman Maliyeti”
Geleneksel sıcak hava sistemlerinin çok fazla termal ataleti vardır. Bu durum, bir yüzme havuzunu saç kurutma makinesiyle ısıtmaya çalışmak gibi bir şeydir; çevreyi hazırlamak için tonlarca zaman harcanır. Bu “zaman maliyeti”, üretim sürecinde verimliliği düşürür.
Kızılötesi ısıtıcılar ise bu sorunu ortadan kaldırır. Fotonlar anında hedefe ulaşır.
Hızlı termal işlemlerde bu avantajlar daha da belirginleşir. Süreleri dakikalardan saniyelere indirebiliriz. Böylece artık bir fanın veya ısı değiştiricinin hazır olmasını beklemek zorunda kalmazsınız; doğrudan işe başlayabilirsiniz.
Zorluklar
Tabii ki, bir ampulü vakum odasına atıp iş bitmiş sayamazsınız. Gaz sızıntılarıyla başa çıkmanız gerekir. Eğer contalar vakum uyumlu değilse veya kuvars kaplamalar özel olarak tasarlanmamışsa, kirleticiler wafer’a bulaşır. Bu da istenmeyen bir durumdur.
Ayrıca güç dengesi de önemlidir. Yüksek wattajlı lambalar güçlü ısı üretir, ancak lamba wafer’a çok yakın olursa sıcak noktalar oluşur. Odak uzaklığı ile substratın termal kütleleri arasında hassas bir denge gereklidir. İnce bir wafer’a çok fazla güç uygulanırsa, wafer bükülür veya termal şok yaşanır.
Her Şeyi Bir Araya Getirmek
En iyi yanlardan biri de kızılötesi ısıtıcıların büyük ve hantal hava kanallarına ihtiyaç duymamasıdır. Çok daha az yer kaplarlar. Ayrıca, farklı bölgelerde farklı sıcaklıklar ayarlanabilir. Zorunlu hava akışıyla elde edilen düzensiz sıcaklık gradyanları yerine, wafer’ın farklı bölgelerinde farklı sıcaklıklar sağlanabilir.
Bir uyarı: Soğutma sistemine dikkat edin. Odanın duvarları radyatif ısıyı emdiğinden, bunun üstesinden gelebilecek bir sistem gereklidir. Aksi takdirde vakum pompaları aşırı ısınabilir.