متوقف کردن اتلاف انرژی در فرآیند گرم کردن نیمههادیها
بیایید صادق باشیم: تولید نیمههادیها نیازمند دقت بسیار بالایی است. اما برای مدت طولانی، روشی که برای گرم کردن از آن استفاده میکردیم، خیلی هم غیرکارآمد بود.
اکثر فرآیندهای گرمایشی سنتی، سعی دارند تمام محیط اطراف را گرم کنند تا ویفر به دمای مناسب برسد. این مانند روشن کردن تمام بخاریهای خانه برای گرم کردن یک فنجان قهوه است.
ما روش بهتری پیدا کردهایم؛ با استفاده از لامپهای مادون قرمز با خلوص بسیار بالا، میتوانیم گرم کردن هوا را متوقف کرده و فقط هدف مورد نظر را گرم کنیم. این روش ساده است و هزینه انرژی مورد نیاز برای فرآیند تولید را به شدت کاهش میدهد.
چرا روش UHP مؤثر است؟
نحوه کارکرد این لامپها اینگونه است: جریان الکتریکی از طریق رشتههای تنگستنی که درون پوشش کوارتزی با خلوص بالا قرار دارند، عبور میکند. ما این لامپها را به گونهای تنظیم کردهایم که پرتوهای مادون قرمز کوتاهموج تولید شوند.
چرا کوتاهموج؟ چون این پرتوها میتوانند به سرعت به سطح نیمههادیها نفوذ کنند. این روش باعث میشود دمای نیمههادیها به سرعت افزایش یابد. یعنی نیاز به مصرف کیلوواتساعت کمتری برای گرم کردن هر ویفر وجود دارد.
خلوص بسیار بالای این لامپها، صرفاً یک اصطلاح تبلیغاتی نیست؛ در کارخانههای تولید نیمههادی، حتی یک ذره فلز خارجی یا گازهای ناخواسته میتواند کل محموله تولید شده را خراب کند. ما ناخالصیهای موجود در کوارتز را از بین میبریم تا مجبور نشویم به خاطر لامپهای کثیف، ویفرهای گرانقیمت را از بین ببریم.
معایب و مزایای این روش
البته، هیچ چیز جادویی نیست. لامپهای UHP دارای تراکم گرمایی بسیار بالایی هستند؛ این مزیتی برای سرعت است، اما فشار زیادی بر سیستم توزیع انرژی وارد میکند. اگر از مدارهای با ولتاژ بالا استفاده میکنید، باید مطمئن شوید که ترانسفورماتورها قادر به تحمل این جریانهای ناگهانی باشند.
برای جلوگیری از خراب شدن این لامپها، از چرخههای هالوژنی استفاده میکنیم؛ این گازها باعث میشوند تنگستن مذاب دوباره به رشتههای لامپ برگردد. این روش باعث میشود لامپها مدت زمان بیشتری کار کنند. شما در ازای این مزیت، کمی پیچیدگی بیشتری در سیستم گازی لامپها دارید.
کاهش تأثیرات زیستمحیطی
بهترین روش، گرم کردن فقط ویفر است؛ یعنی به جای گرم کردن کل محیط اطراف، فقط ویفر را گرم میکنیم. این روش باعث میشود انرژی کمتری مصرف شود و گرما به محیط اطراف سرایت نکند.
این روش، راه سادهای برای رسیدن به اهداف زیستمحیطی است، بدون اینکه سرعت تولید کاهش یابد. واقعاً منطقی است.