Tại sao chúng ta lại thay thế phương pháp sử dụng không khí nóng bằng phương pháp sử dụng bức xạ hồng ngoại trong các thiết bị xử lý wafer?
Nếu bạn muốn tăng tốc quy trình xử lý bán dẫn, bạn cần xác định rõ điểm nào khiến quy trình bị chậm lại. Đối với nhiều người, điểm nghẽn chính chính là quá trình làm nóng.
Hầu hết các thiết bị cũ vẫn sử dụng phương pháp sử dụng không khí nóng. Đây là phương pháp chậm chạp: trước tiên phải làm nóng không khí, sau đó mới có thể dùng không khí đó để làm nóng wafer. Điều này giống như việc cố gắng làm ấm một căn phòng bằng máy sưởi vậy – cần rất nhiều thời gian.
Phương pháp sử dụng bức xạ hồng ngoại loại bỏ được bước trung gian này. Nó sử dụng bức xạ điện từ để trực tiếp tác động lên bề mặt wafer. Điều này giúp quá trình làm nóng diễn ra nhanh chóng. Và điều đó thay đổi hoàn toàn quy trình sản xuất của bạn.
Những thách thức liên quan đến thời gian phản ứng
Khi sử dụng phương pháp đối lưu buộc, bạn phải chờ cho đến khi các bộ phận làm nóng và toàn bộ khối không khí đạt đến nhiệt độ mong muốn trước khi wafer có thể cảm nhận được sự thay đổi nhiệt độ. Quá trình này diễn ra rất chậm, và quá trình làm mát cũng vậy.
Ngược lại, với đèn hồng ngoại, ngay khi bạn bật công tắc, nhiệt độ đã được tạo ra ngay lập tức. Khi bạn tắt công tắc, dòng nhiệt cũng giảm ngay lập tức. Điều này giúp bạn kiểm soát nhiệt độ một cách chính xác hơn. Bạn có thể tăng tốc quá trình làm nóng mà không cần phải chờ đợi quá lâu.
Tiết kiệm diện tích và tăng doanh thu
Vì phương pháp sử dụng bức xạ hồng ngoại không cần những buồng lớn để điều khiển dòng không khí, nên bạn có thể thu nhỏ khu vực làm nóng. Diện tích cần thiết để lắp đặt thiết bị cũng giảm đi, điều này rất có lợi trong môi trường sản xuất chật hẹp.
Nhưng lợi ích lớn nhất chính là số lượng wafer có thể được xử lý mỗi giờ. Khi bạn không còn phải chờ đợi dòng không khí di chuyển, bạn có thể tiết kiệm được vài giây cho mỗi chu kỳ xử lý. Trong môi trường sản xuất với khối lượng công việc lớn, những giây ít ỏi này cũng có thể mang lại hiệu quả đáng kể.
Những hạn chế (vì luôn có những hạn chế)
Tuy nhiên, bức xạ hồng ngoại không phải là giải pháp hoàn hảo. Do bức xạ hồng ngoại có tính hướng, nên bạn có thể gặp phải tình trạng xuất hiện những điểm nóng và điểm lạnh trên bề mặt wafer. Bạn không thể chỉ cần lắp đặt đèn hồng ngoại rồi hy vọng rằng nhiệt độ sẽ đồng đều.
Bạn cần sử dụng hệ thống đèn hồng ngoại đa khu vực để cân bằng nhiệt độ, cùng với các cảm biến đo nhiệt chính xác. Ngoài ra, nếu hệ thống làm mát của bạn không đủ mạnh để xử lý những sự thay đổi nhiệt độ đột ngột, bạn sẽ gặp phải tình trạng nhiệt độ vượt quá mức cho phép.
Chúng tôi nhận thấy rằng cách tốt nhất để giải quyết vấn đề này là kết hợp các đèn hồng ngoại với các thiết bị đo nhiệt tốc độ cao. Đây mới là cách duy nhất để kiểm soát nhiệt độ một cách chính xác – ở mức ±1°C.