چرا در فرآیندهای نیمههادی، از هوای گرم به جای لامپهای مادون قرمز استفاده میکنیم؟
اگر در زمینه فرآوری عمیق نیمههادی کار میکنید، میدانید که زمان، بزرگترین دشمن شماست. به همین دلیل، ما از روش تهویه با هوای گرم خودداری کرده و به سمت استفاده از لامپهای مادون قرمز با خلوص بسیار بالا رفتهایم.
در واقع، مسئله اصلی، نحوه انتقال گرماست. گرم کردن هوا کاری پیچیده است؛ شما فقط گازهای گرم را روی سطحی هدایت میکنید، که این کار آهسته است و البته راهی عالی برای ایجاد آلودگیهای ناخواسته است. لامپهای مادون قرمز اوضاع را تغییر میدهند؛ آنها از تابش الکترومغناطیسی برای انتقال گرما به مستقیماً به سمت هدف استفاده میکنند. هیچ واسطهای وجود ندارد؛ فقط انرژی مستقیم منتقل میشود.
سرعت، نکته جالبی است.
فکر کنید به یک بخاری هوایی؛ باید ابتدا هوا را گرم کنید، سپس محفظه را، و در نهایت ویفر را. این کار نیازمند صبر زیادی است. اما با لامپهای مادون قرمز با خلوص بالا، میتوانید در عرض چند میلیثانیه به دمای مورد نظر برسید.
برای یک مهندس، این یک رویای واقعی است؛ زمان کمتر برای فرآیندهای تولید، به این معناست که میتوانید تعداد بیشتری ویفر را در هر بار تولید انجام دهید، بدون نیاز به ساخت یک اتاق تمیز بزرگتر. این روش سریعتر است.
حالا، بیایید درباره لامپها صحبت کنیم.
نمیتوانید از هر لامپی استفاده کنید؛ ما از کوارتز سنتتیک با خلوص بالا استفاده میکنیم، زیرا در محیطهای با خلوص بسیار بالا، وجود حتی کوچکترین آلاینده میتواند باعث خراب شدن ویفر شود.
همچنین، این لامپها را برای طول موج خاصی تنظیم میکنیم؛ ما میخواهیم گرما مستقیماً به سمت سطح ویفر برود، نه اینکه انرژی بیهوده صرف گرم کردن قطعات اطراف شود. همه چیز بستگی به دقت دارد.
اما این کار آنقدرها هم ساده نیست.
لامپهای مادون قرمز قدرت زیادی دارند؛ برخلاف هوای گرم که گرما را پخش میکند، لامپهای مادون قرمز گرما را مستقیماً به سمت هدف میفرستند. اگر تنظیمات لامپها به درستی انجام نشود، گرادیانهای حرارتی شدیدی ایجاد خواهد شد.
نمیتوانید این لامپها را در یک فر قدیمی قرار دهید و انتظار نتیجه خوبی داشته باشید؛ شما به یک سیستم کنترل PID قوی و همچنین سیستم خنککننگ مناسب نیاز دارید تا لامپها خراب نشوند.
یک نکته مهم: به منبع تغذیه لامپها توجه کنید؛ اگر ولتاژ ناپایدار باشد، یکنواختی ویفر مختل خواهد شد. اگر ولتاژ پایدار باشد، همه چیز خوب خواهد بود.