چرا گرمایش مادون قرمز بهتر از گرمایش با هوای داغ است؟ (و در چه مواردی این روش کارساز نیست؟)
بیایید درباره تأخیرات ناشی از استفاده از هوای داغ صحبت کنیم. وقتی از سیستم گرمایش با هوای داغ استفاده میکنید، در واقع در حال انتظار هستید تا هوای گرم شده، ویفر را گرم کند. این یک فرآیند واسطهای است. در فرآیندهای تولید نیمههادیها، این تأخیر بسیار مشکلساز است؛ زیرا باعث کاهش سرعت تولید و تأخیر در انجام کارها میشود.
به همین دلیل، ما به سمت استفاده از گرمایش مادون قرمز رفتهایم. این روش، واسطهها را کاملاً حذف میکند؛ گرمایش مادون قرمز مستقیماً بر روی سطح ویفر اثر میگذارد، بدون نیاز به انتظار.
تفاوت سرعت واقعاً چشمگیر است.
فرهای حرارتی معمولی دارای انرژی حرارتی زیادی هستند؛ بنابراین اگر تنظیمات دما را تغییر دهید، باید منتظر بمانید تا کل محیط پر از هوای گرم شود. اما لامپهای مادون قرمز، در عرض چند میلیثانیه به هدف خود میرسند. ما از ترموکوپلهای با دقت بالا برای کنترل دما استفاده میکنیم؛ این کار باعث میشود بتوانیم دما را به راحتی تغییر دهیم، بدون اینکه مشکلاتی پیش بیاید.
اما نمیتوانید فقط لامپ را وصل کنید و امیدوار باشید که همه چیز خوب پیش برود.
شما به یک سیستم بازخوردی نیاز دارید که بتواند با سرعت پاسخ دهد. ما از ترموکوپلهایی با جرم حرارتی بسیار کم استفاده میکنیم؛ زیرا اگر سنسورها خیلی بزرگ باشند، عملکردشان کند خواهد بود. ممکن است مقادیر اندازهگیری شده، ۲ یا ۳ ثانیه عقبتر از واقعیت باشد.
در خطوط تولید با سرعت بالا، چند ثانیه تفاوت بین یک ویفر کاملاً سالم و یک ویفر آسیبدیده وجود دارد. ما سنسورها را در نزدیکترین فاصله ممکن از سطح ویفر قرار میدهیم تا بتوانیم کنترل دما را به خوبی انجام دهیم.
اما مشکل اینجاست…
گرمایش مادون قرمز راهحل جادویی برای همه مشکلات نیست. اگرچه سرعت آن بسیار بالاست، اما ممکن است مشکلاتی ایجاد کند. اگر موقعیت لامپ با طرح ویفر مطابقت نداشته باشد، مناطقی از ویفر گرمتر از سایر مناطق خواهد شد.
هوای داغ مانند یک پتو گرم است؛ یعنی گرمای آن یکنواخت است. اما گرمایش مادون قرمز، نوری است که در یک جهت خاص حرکت میکند. بنابراین باید زمان کافی صرف تنظیم توان لامپ و فاصله آن از سطح ویفر کنید تا گرمایش یکنواخت باشد. اگر از محافظت کافی برای لامپ استفاده نکنید، قطعات اطراف ویفر نیز گرم خواهند شد. البته این کار نیاز به دقت بیشتری دارد، اما سرعتی که در ازای آن به دست میآید، ارزش تلاش را دارد.