جلوگیری از نشت حرارت در فرآیند خشک کردن ویفرها
هنگام خشک کردن ویفرها در کارخانههای تولید، باید تعادل دقیقی برقرار شود؛ باید رطوبت موجود روی سطح ویفرها را به سرعت از بین ببریم، اما اگر از حرارت بیش از حد استفاده کنیم، خطر آسیب دیدن ویفرها وجود دارد.
بیشتر ما برای این منظور از فرستندههای مادون قرمز استفاده میکنیم. اما مشکل اینجاست که لامپهای کوارتز معمولی بسیار غیرکارآمد هستند؛ بخش زیادی از حرارت تولید شده، به صورت تصادفی به سمت دیوارهای دستگاه سرازیر میشود، نه به سمت ویفرها. در واقع، این کار مانند گرم کردن یک اتاق با پنجرههای باز است.
حل این مشکل، استفاده از رزولوتورهای پوشیده شده با طلاست.
ما از طلا با خلوص بالا برای ساخت رزولوتورها استفاده میکنیم؛ زیرا طلا در بازتاب نور مادون قرمز، عملکرد بهتری نسبت به آلومینیوم یا فولاد صیقلی دارد. طلا میتواند امواج با طول موج بلند و کوتاه را جذب کرده و آنها را دوباره به سمت هدف ارسال کند.
به جای اینکه تمام انرژی در بدنه دستگاه هدر رود، لایه طلا آن را متمرکز میکند؛ در نتیجه، جریان حرارتی بسیار دقیقتری ایجاد میشود. بهترین نکته این است که میتوانید با استفاده از واتهای کمتر، دمای مورد نظر را حاصل کنید.
اما نمیتوانیم فقط دمای حرارت را بالا ببریم و از آن صرفنظر کنیم.
هنگامی که انرژی را اینگونه متمرکز میکنیم، تراکم حرارت در نقطه تمرکز بسیار بالا میشود؛ اگر سیستم را در حالت حداکثری تنظیم کنیم، سرعت خشک کردن ویفرها باید همانند قبل باقی بماند. اگر سیستم انتقال ویفرها حتی برای یک ثانیه متوقف شود، خطر گرمای بیش از حد وجود دارد.
همچنین، ما زمان زیادی را صرف تنظیم شکل انحنای این رزولوتورها میکنیم؛ ما میخواهیم آن «نواحی بیاثر» را از بین ببریم؛ یعنی نواحیای که حرارت به آنها نمیرسد. اگر شکل انحنا مناسب باشد، انرژی به طور یکنواخت پخش میشود؛ در نتیجه، لبههای ویفرها نیز به همان سرعت مرکز آنها خشک میشوند. هیچ نقطه سردی وجود ندارد، و نیازی به حدس و گمان نیست.
و البته، هزینه برق نیز مهم است.
هنگام بررسی صرفهجویی در مصرف انرژی، تنها عدد مهم، «انرژی مؤثر» است. یک لامپ ممکن است ۲ کیلووات انرژی مصرف کند، اما اگر رزولوتور مناسبی نداشته باشیم، شاید تنها ۴۰ درصد از آن انرژی واقعاً برای خشک کردن ویفرها به کار رود.
استفاده از لایه طلا، میزان انرژی مورد نیاز برای خشک کردن ویفرها را به طور چشمگیری کاهش میدهد؛ در نتیجه، مصرف برق در فرآیند خشک کردن کاهش مییابد. این روش سادهای برای کاهش مصرف انرژی در کل فرآیند است.