Mengapa Pemanasan Inframerah Lebih Baik Daripada Pemanasan Udara Panas (Dan Di Mana Ia Tidak Berkesan)
Mari kita bincangkan tentang masalah kelewatan yang berlaku semasa menggunakan kaedah pemanasan udara panas. Jika anda menggunakan kaedah ini, anda sebenarnya sedang menunggu proses pemanasan berlaku. Anda memanaskan udara terlebih dahulu, kemudian menunggu udara tersebut memanaskan wafer tersebut. Ini merupakan proses yang memerlukan masa yang lama. Dalam proses pembuatan semikonduktor, kelewatan ini sangat merugikan; ia akan mengurangkan kelajuan pengeluaran dan memperlahankan keseluruhan prosesnya.
Itulah sebabnya kita beralih kepada kaedah pemanasan inframerah. Kaedah ini menghilangkan keperluan untuk menggunakan udara sebagai medium pemanasan. Cahaya inframerah akan langsung memanaskan permukaan wafer tanpa perlu menunggu. Tiada kelewatan, tiada halangan.
Perbezaan kelajuan antara kedua-dua kaedah ini sangat ketara.
Bayangkan oven konveksi – ia mempunyai inersia haba yang tinggi. Jika anda menukar suhu, anda perlu menunggu seluruh udara di dalam oven untuk berubah suhu. Prosesnya sangat lambat.
Sebaliknya, lampu inframerah dapat memanaskan permukaan wafer dalam masa beberapa milisaat sahaja. Kita menggunakan termokopel yang sangat tepat untuk memantau suhu, agar suhu dapat dikawal dengan baik. Dengan cara ini, suhu dapat dinaikkan atau diturunkan dengan cepat, tanpa adanya kelewatan seperti yang berlaku pada oven konveksi.
Tetapi anda tidak boleh sekadar menyambungkan lampu tersebut dan berharap hasil yang baik.
Anda memerlukan sistem maklum balas yang efektif untuk memantau suhu. Kita menggunakan termokopel yang mempunyai inersia haba yang rendah. Mengapa? Kerana jika sensor terlalu besar, ia akan menyebabkan kelewatan dalam pengukuran suhu. Bacaan suhu mungkin tertinggal 2 atau 3 saat daripada situasi sebenar di permukaan wafer.
Dalam proses pengeluaran yang cepat, beberapa saat saja sudah cukup untuk membezakan antara wafer yang siap diproses dan wafer yang rosak. Kita meletakkan sensor sebisa mungkin dekat dengan permukaan wafer, agar sistem kawalan suhu dapat berfungsi dengan baik.
Namun, ada juga kelemahan pada kaedah pemanasan inframerah.
Pemanasan inframerah bukanlah penyelesaian yang sempurna untuk segala masalah. Walaupun ia sangat cepat, ia masih boleh menimbulkan masalah jika geometri lampu tidak disesuaikan dengan betul. Ini akan menyebabkan adanya “titik panas” pada permukaan wafer.
Udara panas pula bersifat seragam, manakala cahaya inframerah bersifat terarah. Anda perlu meluangkan masa untuk menyesuaikan kuasa lampu dan jaraknya agar panasnya tersebar secara merata. Jika perlindungan yang digunakan tidak mencukupi, komponen-komponen di sekelilingnya akan terbakar, sementara wafer masih belum sempat dipanaskan sepenuhnya. Ia memerlukan sedikit usaha tambahan, tetapi kelajuan yang diperoleh adalah berbaloi dengan usaha tersebut.