Tại sao chúng ta lại thay thế phương pháp sử dụng không khí nóng bằng đèn hồng ngoại trong quy trình xử lý bán dẫn?
Nếu bạn làm việc trong lĩnh vực xử lý bán dẫn, bạn chắc hẳn biết rằng thời gian chính là kẻ thù lớn nhất của chúng ta. Đó là lý do tại sao chúng ta chuyển từ phương pháp sử dụng không khí nóng sang việc sử dụng đèn hồng ngoại có độ tinh khiết cực cao.
Vấn đề chính nằm ở cách truyền nhiệt. Phương pháp sử dụng không khí nóng rất chậm; bạn chỉ đơn giản là thổi khí nóng lên bề mặt vật liệu cần xử lý. Điều này không những chậm mà còn dễ gây ra tình trạng nhiễm bẩn. Ngược lại, đèn hồng ngoại sử dụng bức xạ điện từ để truyền nhiệt trực tiếp vào vật liệu cần xử lý. Không cần qua bất kỳ trung gian nào, cũng không cần sử dụng không khí. Chỉ cần năng lượng được truyền trực tiếp thôi.
Tốc độ chính là yếu tố quan trọng nhất.
Hãy tưởng tượng về máy sưởi bằng không khí: bạn phải làm nóng không khí trước, sau đó mới làm nóng buồng xử lý, và cuối cùng mới làm nóng wafer. Đó là một quá trình chờ đợi kéo dài. Nhưng với đèn hồng ngoại có độ tinh khiết cực cao thì bạn có thể đạt được nhiệt độ mong muốn trong vài miligiây thôi.
Đối với các kỹ sư, đó chính là giấc mơ. Thời gian xử lý mỗi lần ngắn hơn có nghĩa là bạn có thể xử lý nhiều wafer hơn mà không cần xây dựng phòng sạch lớn hơn. Đơn giản là nhanh hơn thôi.
Bây giờ, hãy nói về thiết bị cần sử dụng.
Bạn không thể sử dụng bất kỳ loại bóng đèn nào được. Chúng tôi sử dụng thạch anh tổng hợp có độ tinh khiết cao, vì việc có tạp chất trong lớp vỏ bóng đèn sẽ gây hại nghiêm trọng cho wafer. Chúng tôi cũng điều chỉnh bước sóng của đèn sao cho nhiệt lượng được truyền trực tiếp vào vật liệu cần xử lý, chứ không lãng phí năng lượng vào việc làm nóng các bộ phận xung quanh. Tất cả đều cần sự chính xác tuyệt đối.
Nhưng việc sử dụng đèn hồng ngoại không hề đơn giản.
Đèn hồng ngoại có công suất rất lớn. Khác với không khí nóng, đèn hồng ngoại truyền nhiệt trực tiếp. Nếu bạn không điều chỉnh đúng cách, bạn sẽ gặp phải tình trạng gradient nhiệt lớn. Bạn không thể đơn giản đặt đèn này vào lò sưởi thông thường và hy vọng mọi thứ sẽ ổn. Bạn cần một hệ thống điều khiển PID chính xác, cùng với hệ thống làm mát hiệu quả để tránh tình trạng đèn bị cháy.
Một mẹo nhỏ: hãy chú ý đến nguồn điện cung cấp cho đèn. Nếu điện áp không ổn định, chất lượng wafer sẽ bị ảnh hưởng. Hãy giữ điện áp ổn định, và mọi thứ sẽ ổn thôi.