دیگر نیازی نیست منتظر گرم شدن دستگاههای گرمایشی باشید؛ چرا که استفاده از گرمکنهای مبتنی بر تابش مادون قرمز، راه حلی عالی برای فرآیندهای پردازش نیمههادی است.
اگر هنوز به استفاده از هوای گرم برای گرم کردن نیمههادیها متکی هستید، در واقع نیمی از زمان خود را صرف انتظار میکنید. استفاده از گرمکنهای مبتنی بر تابش مادون قرمز، تنها تغییری در سختافزار نیست؛ بلکه روشی کاملاً متفاوت برای انتقال انرژی به ویفرهای نیمههادی است.
مشکل هوای گرم، تأخیر در انتقال حرارت است.
فرآیند گرم شدن نیمههادیها از طریق هوای گرم، فرآیندی آهسته است؛ ابتدا گاز گرم میشود، سپس دیوارههای محفظه گرم میشوند، و در نهایت دیوارهها، نیمههادیها را گرم میکنند. این یک واکنش زنجیرهای آهسته است.
در شرایط خلأ، این فرآیند کاملاً حذف میشود؛ ما از لامپهای مبتنی بر تابش مادون قرمز برای انتقال تابش الکترومغناطیسی مستقیماً به سطح نیمههادیها استفاده میکنیم. هیچ واسطهای وجود ندارد؛ نیازی به انتظار گرم شدن هوا نیست.
زمان لازم برای رسیدن به دمای مورد نظر، از دقایق به ثوانی کاهش مییابد. برای یک مهندس، این بهترین چیز است؛ آن مرحله طولانی انتظار، کاملاً از بین میرود. شما تقریباً بلافاصله به دمای مورد نظر میرسید، که به این معناست که میتوانید تعداد بیشتری ویفر را در هر ساعت پردازش کنید.
مشکل اصلی: یکپارچهسازی این گرمکنها در شرایط خلأ.
ساخت چنین گرمکنهایی در شرایط خلأ، آنقدر ساده نیست؛ گازهای موجود در محفظه میتوانند مشکلاتی ایجاد کنند. اگر مواد مورد استفاده مناسب نباشند، آلایندهها وارد محفظه شده و همه چیز را خراب میکنند.
به همین دلیل، ما از کوارتز با خلوص بالا و رشتههای فیلامنتی خاص استفاده میکنیم؛ این کار باعث حفظ محیط تمیز میشود.
اما نکته مهم این است که باید در مورد تراکم انرژی مراقب باشید؛ چون هیچ هوایی برای انتقال حرارت وجود ندارد، دمای لامپ بسیار بالا میرود. اگر از لامپهایی با توان بالا استفاده کنید، سیستم خنککننده آبی باید کاملاً دقیق عمل کند؛ در غیر این صورت، لامپ در عرض لحظات خراب خواهد شد.
سرعت در مقابل دقت
البته، تابش مادون قرمز جادویی نیست؛ این روش سریع است، اما جهتدار است. اجاقهای گرمایشی مبتنی بر هوای گرم، مانند پتوهای گرم هستند؛ آنها سطح نیمههادیها را با لایهای یکنواخت از گرما پوشانند. اما تابش مادون قرمز، مانند یک نورپرداز قوی است؛ اگر جهت لامپ یا فاصله آن مناسب نباشد، نقاط گرم خاصی ایجاد میشود. شما در ازای سرعت، کمی از یکنواختی گرما را فدا میکنید.
اما برای بیشتر فرآیندهای پردازش نیمههادی، این تعادل ارزشمند است؛ صرفهجویی در زمان، ارزش این فداکاری را دارد.