Tại sao chúng ta từ bỏ phương pháp sử dụng không khí nóng để gia nhiệt trong các máy xử lý bán dẫn?
Nếu bạn từng làm việc trong các phòng sạch truyền thống, bạn chắc hẳn đã quen với cách làm này. Người ta sử dụng những chiếc xe đẩy cũ kỹ, hoạt động dựa trên nguyên lý thổi không khí nóng để duy trì nhiệt độ phù hợp cho các tấm wafer.
Vấn đề là phương pháp này rất chậm. Việc sử dụng không khí nóng dựa vào nguyên lý đối lưu, tức là phải chờ đợi cho đến khi không khí được làm nóng đủ nhiệt độ. Trong các dây chuyền sản xuất quan trọng, sự chậm trễ này không chỉ gây phiền toái mà còn tốn kém chi phí.
Sự khác biệt giữa phương pháp sử dụng bức xạ hồng ngoại và phương pháp đối lưu
Điểm khác biệt của phương pháp sử dụng bức xạ hồng ngoại là nó không cần sử dụng không khí. Thay vào đó, bức xạ hồng ngoại được sử dụng để trực tiếp làm nóng tấm wafer. Chúng tôi sử dụng các bóng đèn hồng ngoại tia ngắn trong các máy này vì chúng có thể tạo ra hiệu ứng làm nóng ngay lập tức. Bên cạnh đó, hệ thống sử dụng không khí nóng phải liên tục đối đầu với hệ thống điều hòa không khí trong phòng sạch, điều này khiến việc kiểm soát nhiệt độ trở nên khó khăn. Còn phương pháp sử dụng bức xạ hồng ngoại thì không gặp phải vấn đề này; nó tập trung năng lượng vào chính vị trí cần làm nóng. Điều này giúp việc di chuyển các tấm wafer giữa các bước xử lý trở nên dễ dàng hơn, mà không gặp phải tình trạng giảm nhiệt độ trong quá trình vận chuyển.
Những thách thức và cách khắc phục
Bạn không thể đơn giản thay thế bộ sưởi bằng bóng đèn hồng ngoại mà coi như xong việc. Bạn cần đảm bảo rằng mật độ năng lượng được cung cấp là đúng. Các bóng đèn công suất cao tạo ra lượng nhiệt lớn trong một không gian nhỏ. Nếu khoảng cách giữa bóng đèn và tấm wafer không chính xác, bạn sẽ gặp phải tình trạng nhiệt độ tăng quá nhanh ở một vùng nhất định. Điều này rất nguy hiểm.
Để đảm bảo mọi thứ hoạt động ổn định, chúng tôi khuyên nên sử dụng bộ điều khiển PID. Nếu không có sự điều chỉnh chính xác về thời gian, bạn có thể làm cho tấm wafer bị quá nhiệt, gây ra tình trạng sốc nhiệt. Bạn cũng cần chọn loại khung xe đẩy có khả năng chịu đựng được nhiệt độ cao mà không bị biến dạng hoặc kích hoạt các cảm biến báo động trong phòng sạch.
Lợi ích thực tế của phương pháp này
Ngày càng nhiều nhà máy sản xuất bán dẫn chuyển sang sử dụng phương pháp sử dụng bức xạ hồng ngoại vì đây là giải pháp hợp lý nhất. Bạn không cần phải chống lại các quy luật vật lý nữa, mà có thể tận dụng chúng để tăng năng suất sản xuất. Khi loại bỏ được sự chậm trễ trong quá trình làm nóng, số lượng tấm wafer có thể được xử lý mỗi giờ sẽ tăng lên. Đó là một sự thay thế tuyệt vời: thay vì sử dụng hệ thống xử lý không khí phức tạp, chúng ta sử dụng năng lượng bức xạ chính xác hơn.