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 lĩnh vực chế tạo bán dẫn?
Nếu bạn muốn đẩy nhanh quá trình xử lý các linh kiện bán dẫn, chắc hẳn bạn đã nhận ra rằng việc chờ đợi buồng xử lý được làm nóng lên là một điều vô cùng phiền phức.
Trong thời gian dài, chúng ta vẫn sử dụng phương pháp sử dụng không khí nóng. Nhưng vấn đề là: bạn phải làm nóng toàn bộ không gian bên trong buồng xử lý – cả khí, các bức tường, mọi thứ – trước khi wafer có thể cảm nhận được nhiệt độ. Điều này khiến quy trình xử lý trở nên chậm chạp và kém hiệu quả.
Đó là lý do tại sao chúng ta chuyển sang sử dụng các bộ sưởi tia hồng ngoại. Thay vì làm nóng “không khí” xung quanh wafer, tia hồng ngoại trực tiếp truyền năng lượng vào chính bề mặt wafer. Không cần qua bất kỳ trung gian nào.
Vấn đề về thời gian
Hệ thống sử dụng không khí nóng có nhược điểm là việc điều chỉnh nhiệt độ mất khá nhiều thời gian. Bạn phải mất rất nhiều thời gian để làm nóng buồng xử lý, và cũng mất nhiều thời gian để chờ đợi nhiệt độ giảm xuống.
Với phương pháp sử dụng tia hồng ngoại, vấn đề này hoàn toàn biến mất. Năng lượng được truyền trực tiếp vào wafer ngay lập tức. Điều này giúp rút ngắn thời gian xử lý từ vài phút xuống còn vài giây. Khi bạn sản xuất với số lượng lớn, những khoảng thời gian tiết kiệm được này sẽ giúp bạn hoàn thành công việc nhiều hơn trong một ngày.
Yếu tố “chân không”
Việc áp dụng phương pháp này trong môi trường chân không lại thay đổi hoàn toàn quy tắc của quá trình xử lý. Bạn không thể dựa vào không khí để truyền nhiệt nữa. Mọi thứ đều diễn ra thông qua bức xạ và dẫn nhiệt.
Chúng ta cần thiết kế các bộ sưởi tia hồng ngoại sao cho chúng có thể xử lý một lượng năng lượng lớn mà vẫn không làm hỏng các bộ phận bên trong. Bạn sẽ có được một môi trường xử lý với độ chính xác cao, nhưng bạn cần phải cẩn thận.
Nếu các bức tường của buồng xử lý không được bảo vệ đúng cách, hoặc các bộ tản nhiệt không hoạt động hiệu quả, nhiệt lượng phản xạ sẽ ảnh hưởng đến các bộ phận khác trong buồng xử lý. Điều này có thể gây ra nhiều vấn đề nếu bạn không lên kế hoạch cẩn thận.
Sự đánh đổi
Cần lưu ý rằng bạn không thể đơn giản thay thế máy thổi khí bằng bộ sưởi tia hồng ngoại mà coi như xong việc. Bạn cần phải điều chỉnh các thiết lập liên quan đến việc kiểm soát nhiệt độ. Vì tia hồng ngoại có tốc độ phản ứng rất nhanh, nên rất dễ việc điều chỉnh nhiệt độ vượt quá mức mong muốn nếu bộ điều khiển vẫn được thiết lập cho hệ thống sử dụng không khí nóng.
Về cơ bản, bạn đang đánh đổi sự đơn giản của hệ thống sử dụng quạt và ống dẫn khí lấy sự chính xác của hệ thống sử dụng tia hồng ngoại. Điều này đòi hỏi phải có thêm một chút công sức để thiết lập, nhưng tốc độ xử lý cao hơn thì rõ ràng là xứng đáng.