چرا در فرآیندهای تولید نیمههادی، از روش گرمایش با هوای داغ به جای روش مادونقرمز استفاده میشود؟
به نحوه کار فرهای حرارتی تفکر کنید؛ در این روش، ابتدا هوا گرم میشود و سپس آن هوا، ویفر را گرم میکند. این فرآیند بسیار آهسته است. در صنعت فرآوری پیشرفته، این تأخیر در واقع هدر دادن پول است.
به همین دلیل، ما دیگر از آن فنهای بزرگ برای گرم کردن هوا استفاده نمیکنیم، و به جای آن از روش گرمایش مادونقرمز استفاده میکنیم. به جای گرم کردن کل اتاق، انرژی مستقیماً به سمت سطح ویفر ارسال میشود.
زمان، همیشه در حال گذر است…
روش گرمایش تفرقهای، بسیار آهسته است؛ برای رسیدن به دمای مناسب، باید منتظر دقایق زیادی باشید. اما با استفاده از لامپهای مادونقرمز، این کار در عرض چند ثانیه انجام میشود. این روش تقریباً بلافاصله اثر خود را نشان میدهد. از آنجایی که زمانی برای گرم کردن هوای اطراف ویفر هدر نمیرود، زمان لازم برای تولید ویفرها کاهش مییابد. شما میتوانید هر ساعت ویفرهای بیشتری تولید کنید، بدون اینکه نیاز به ساخت اتاقهای تمیز بزرگتری داشته باشید.
دستیابی به دمای دقیق…
هوای داغ دارای نوسانات دمایی است؛ در برخی نقاط دما بالا و در نقاط دیگر پایین است؛ یعنی دما هرگز کاملاً یکنواخت نیست. اما روش مادونقرمز متفاوت است؛ ما میتوانیم دما را در نواحی مختلف کنترل کنیم. با استفاده از لامپهایی با طول موج مشخص که با مواد مورد استفاده سازگار هستند، جذب حرارت به طور یکنواختتری اتفاق میافتد.
ما از رشتههای هالوژنی درون پوششهای کوارتزی برای ایجاد چنین تراکم حرارتی استفاده میکنیم. این رشتهها، انرژی زیادی را در فضای کوچکی ذخیره میکنند؛ و با استفاده از کنترلرهای سریع، میتوانیم دما را به طور لحظهای تنظیم کنیم.
معایب…
البته، روش مادونقرمز هم راهحل جادویی برای همه مشکلات نیست. از آنجایی که انرژی ارسال شده بسیار زیاد است، اگر کنترل دما به درستی انجام نشود، ممکن است دما بیش از حد بالا برود. همچنین، باید مراقب باشید که سیستم سرمایشی بتواند گرمای شدید ناشی از لامپها را کنترل کند؛ در غیر این صورت، قطعات دستگاه آسیب خواهند دید.
با این حال، برای هر کارخانهای که میخواهد از فرهای حرارتی قدیمی فاصله بگیرد، این روش بهترین گزینه است. این روش، فرآیند گرمایش را از مانعی برای تولید حذف میکند.