Tại sao chúng ta lại từ bỏ phương pháp sử dụng không khí nóng để thay thế bằng phương pháp sử dụng tia hồng ngoại trong quy trình sản xuất bán dẫn
Nếu bạn từng làm việc trong lĩnh vực chế tạo bán dẫn, chắc hẳn bạn đã biết rõ những hạn chế của phương pháp sử dụng không khí nóng truyền thống. Về cơ bản, phương pháp này đòi hỏi phải làm nóng một khối không khí lớn, sau đó hy vọng rằng lượng nhiệt này sẽ được truyền hiệu quả sang wafer. Nhưng quá trình này khá chậm. Giống như việc cố gắng làm ấm một căn phòng bằng máy sưởi vậy – trước khi vật thể được làm nóng, không khí phải được làm nóng trước.
Phương pháp sử dụng tia hồng ngoại thì loại bỏ hoàn toàn yếu tố trung gian này. Năng lượng được truyền trực tiếp vào bề mặt wafer, không cần chờ đợi không khí được làm nóng trước.
Thời gian luôn là yếu tố quan trọng
Điểm yếu lớn nhất của phương pháp sử dụng không khí nóng chính là thời gian chờ đợi. Bạn phải mất vài phút, thậm chí lâu hơn nữa, chỉ để chờ cho buồng xử lý đạt được nhiệt độ mong muốn. Điều này thật phiền phức.
Ngược lại, các bóng đèn hồng ngoại có thể hoạt động ngay lập tức. Chỉ cần bật công tắc, bạn đã có thể đạt được nhiệt độ mong muốn trong vài giây.
Khi bạn vận hành nhà máy sản xuất bán dẫn với khối lượng lớn, điều này thực sự rất quan trọng. Việc tiết kiệm được 30 giây cho mỗi chu kỳ xử lý có vẻ không nhiều lắm, nhưng nếu nhân con số đó với hàng ngàn lô sản phẩm, thì đó chính là một khoảng thời gian rất lớn được tiết kiệm.
Đưa nhiệt đến đúng vị trí cần thiết
Chúng ta đều từng gặp phải tình trạng “vùng lạnh” trên bề mặt wafer 300mm. Với phương pháp sử dụng không khí nóng, chúng ta phải thiết kế hệ thống dẫn khí phức tạp để đảm bảo rằng các vùng mép wafer cũng được làm nóng đồng đều với trung tâm.
Nhưng với phương pháp sử dụng tia hồng ngoại, chúng ta có thể sắp xếp các bóng đèn sao cho chúng chiếu ánh sáng vào đúng vị trí cần thiết. Điều này giúp chúng ta kiểm soát tốt hơn việc phân bố nhiệt, mà không cần phải di chuyển nhiều không khí.
Ngoài ra, các bộ phận cấu thành hệ thống này cũng nhỏ gọn hơn. Bạn có thể loại bỏ những chiếc quạt lớn và các đường ống dẫn khí cồng kềnh, từ đó giúp tiết kiệm diện tích trong phòng sạch.
Những hạn chế của phương pháp này
Tuy nhiên, tia hồng ngoại cũng không phải là giải pháp hoàn hảo cho mọi trường hợp. Do nhiệt độ được tập trung cao, nếu các bộ điều khiển nhiệt không được thiết lập chính xác, thì bề mặt wafer có thể bị cháy. Bạn cần sử dụng các thiết bị đo nhiệt có khả năng phản ứng nhanh để tránh tình trạng này.
Ngoài ra, các bóng đèn hồng ngoại tiêu thụ rất nhiều điện năng ngay khi được bật. Nếu bảng điện trong nhà máy của bạn quá cũ hoặc không đủ công suất, bạn có thể gặp vấn đề với hệ thống điện.