مقدمه
هنگام گرم کردن ویفرهای نیمههادی، ترموکپل صرفاً یک دستگاه اندازهگیری دما نیست؛ بلکه شریک مهمی در این سیستم است، زیرا هر وات انرژی باید به گرمای متمرکزی در روی ویفر تبدیل شود.
ما این ترموکپل را به گونهای طراحی کردهایم که با گرمکنهایی که از پوشش طلا برای بازتاب انرژی مادون قرمز استفاده میکنند، همکاری کند. هدف اصلی این است که از هدر رفت انرژی جلوگیری شود و حداکثر گرما در همان محلی که لازم است، تولید شود.
بررسی فنی
گرم کردن نیمههادیها نیازمند کنترل دقیق است؛ و این کنترل از سطح الکتریکی و حرارتی آغاز میشود.
این سیستم به گونهای طراحی شده که انرژی را به شکل مؤثری متمرکز کند؛ بنابراین ترموکپل باید بتواند با توان خروجی گرمکن همگام شود، بدون اینکه عقب بماند یا اختلاف ایجاد کند. هنگام برنامهریزی برای نصب، به سنسوری نیاز داریم که بتواند در نزدیکی منطقه تابشی قرار بگیرد و باز هم اندازهگیریهای دقیقی ارائه دهد، حتی زمانی که دما به سرعت تغییر کند.
به همین دلیل، طراحی این ترموکپل به گونهای است که ابعاد آن کوچک باشد و اتصال حرارتی آن محکم باشد.
مواد و طراحی
پوشش طلا صرفاً برای زیبایی نیست؛ بلکه لایهای بازتابنده است که انرژی مادون قرمز را دوباره به سمت هدف بازتاب میدهد؛ در نتیجه، گرمای بیشتری در هر وات انرژی تولید میشود.
این امر به معنای کاهش اتلاف گرما از بدنه گرمکن و داشتن دمای یکنواخت در سراسر ویفر است. همچنین، این پوشش به گرمکن کمک میکند تا در طول زمان پایدار بماند و در برابر اکسیداسیون در دماهای بالا مقاومت کند.
از نظر الکتریکی نیز، از کانکتورهایی استفاده میشود که اتصال سیمها را سریع و قابل تکرار کند؛ این امر باعث کاهش زمان نصب و کاهش خطاهای اتصال سیمها میشود.
کاربردها و مزایا
در فرآیند گرم کردن نیمههادیها، فرآیند تنها زمانی به خوبی انجام میشود که تأمین گرما قابل پیشبینی باشد.
با وجود پوشش طلا که انرژی را بازتاب میدهد و ترموکپل که اطلاعات دقیقی ارائه میدهد، گرمکن میتواند انرژی را به شکل مؤثری متمرکز کند، بدون اینکه از حد تنظیم شده فراتر رود. مزیت این روش، تسریع در رسیدن به وضعیت پایدار و کاهش اتلاف گرما است.
البته، تراکم گرمای بالاتر نیازمند طراحی مناسب برای سیستمهای خنککننده است؛ اما اگر سیستم خنککننده با توان گرمکن هماهنگ باشد، میتوان از عملکرد قابل پیشبینی و سنسورهایی استفاده کرد که نگهداری آنها آسان باشد.