چرا از سیستمهای تهویه مجبوری برای گرم کردن ویفرها در خطوط تولید نیمههادی استفاده نمیکنیم؟
اگر تجربه کار در اتاقهای پاکسازی را داشته باشید، میدانید که چگونه عمل میشود. از آن واگنهای قدیمی استفاده میشود که برای حفظ دمای مناسب ویفرها، از هوای گرم برای تهویه استفاده میکنند.
مشکل این روش این است که سرعت کار بسیار کم است.
سیستمهای تهویه مجبوری به پدیده انتقال حرارت از طریق هوا وابستهاند؛ یعنی باید صبر کنیم تا هوا، ویفرها را گرم کند. در خطوط تولیدی که نیاز به سرعت بالایی دارند، این تأخیر نه تنها آزاردهنده است، بلکه هزینهبر نیز میباشد.
تفاوت واقعی: اشعه مادون قرمز در مقابل انتقال حرارت از طریق هوا
نکته مهم در مورد روش گرم کردن با اشعه مادون قرمز این است که این روش نیازی به استفاده از هوا ندارد؛ بلکه از تابش الکترومغناطیسی برای گرم کردن ویفرها استفاده میشود.
ما از لامپهای اشعه مادون قرمز با موجدهی کوتاه در این واگنها استفاده میکنیم؛ زیرا این لامپها به طور فوری باعث گرم شدن ویفرها میشوند. علاوه بر این، سیستمهای تهویه مجبوری مدام در تضاد با سیستم تهویه و تهویه مطبوع اتاق پاکسازی هستند؛ در حالی که اشعه مادون قرمز چنین مشکلی ندارد. این روش باعث میشود که بتوانیم ویفرها را بدون هیچ تأخیری از یک مرحله به مرحله دیگر منتقل کنیم.
چالشها و راهحلها
البته نمیتوانیم فقط یک گرمکن را جایگزین لامپ اشعه مادون قرمز کنیم؛ بلکه باید چگالی انرژی را به درستی تنظیم کنیم.
لامپهایی با توان بالا، مقدار زیادی گرما را در فضای کوچکی تولید میکنند؛ اگر فاصله بین لامپ و ویفر کمی اختلاف داشته باشد، مناطقی با دمای بالا ایجاد خواهد شد. این موضوع خوب نیست.
برای حفظ ثبات دما، پیشنهاد میکنیم از کنترلکنندههای PID استفاده کنیم. بدون زمانبندی دقیق، خطر این وجود دارد که گرمای بیش از حد به ویفرها وارد شود؛ که میتواند باعث شوک حرارتی شود. همچنین، بدنه واگن نیز باید بتواند گرمای تولید شده را تحمل کند، بدون اینکه باعث ایجاد مشکلاتی در اتاق پاکسازی شود.
تأثیر این روش بر کارایی تولید
هر روز، تعداد بیشتری از کارخانههای تولید نیمههادی از روش اشعه مادون قرمز استفاده میکنند؛ زیرا این روش منطقیتر است. با این روش، دیگر نیازی نیست با قوانین فیزیک مبارزه کنیم؛ بلکه میتوانیم از قوانین فیزیک برای افزایش کارایی تولید استفاده کنیم.
وقتی که این تأخیر در گرم شدن ویفرها از بین برود، تعداد ویفرهای تولید شده در ساعت افزایش خواهد یافت. این یک تبادل ساده است: از سیستمهای پیچیده تهویه استفاده نمیکنیم، و به جای آن از انرژی دقیق و مستقیم برای گرم کردن ویفرها استفاده میکنیم.