Điều chỉnh nhiệt độ một cách chính xác trong các hệ thống hồng ngoại khí chân không
Khi sản xuất chất bán dẫn, bạn cần một lượng nhiệt rất lớn. Nhưng bạn cũng không thể để cho wafer bị ô nhiễm bởi bất kỳ tạp chất nào. Các loại bộ sưởi điện thông thường thì không thể đáp ứng được yêu cầu này.
Đó là lý do tại sao chúng ta sử dụng các bóng đèn hồng ngoại phù hợp với môi trường khí chân không. Thay vì sử dụng một chất trung gian để truyền nhiệt, những bóng đèn này truyền năng lượng trực tiếp đến vật liệu cần được gia nhiệt thông qua bức xạ. Đây là cách hiệu quả hơn nhiều. Hơn nữa, điều này cũng giúp giảm thiểu việc lãng phí năng lượng vào những thứ không cần được gia nhiệt.
Cơ chế hoạt động của hồng ngoại trong môi trường khí chân không
Hãy tưởng tượng: trong môi trường khí chân không, hiện tượng đối lưu không xảy ra nữa. Chỉ còn lại bức xạ là yếu tố duy nhất truyền nhiệt. Chúng ta sử dụng ánh sáng hồng ngoại tầng sóng ngắn vì nó có thể xuyên qua các vật liệu nhanh hơn nhiều so với ánh sáng tầng sóng dài. Điều tuyệt vời là năng lượng được tập trung trực tiếp lên bề mặt vật liệu cần được gia nhiệt. Bạn sẽ không lãng phí năng lượng để làm nóng toàn bộ buồng khí chân không chỉ để làm nóng một wafer duy nhất. Nhờ đó, mức tiêu thụ điện năng của bạn sẽ giảm, và hiệu suất hoạt động của bạn sẽ tăng lên.
Nhưng bạn cần chú ý đến mật độ năng lượng. Nếu bạn sử dụng những bóng đèn có công suất cao trong môi trường khí chân không mà không có lớp vỏ bảo vệ phù hợp, thì các sợi dây tóc bên trong bóng đèn sẽ nhanh chóng bị cháy. Chúng ta nên sử dụng lớp vỏ bằng thạch anh chất lượng cao để ngăn chặn việc thoát khí từ bóng đèn. Nếu không, bạn sẽ làm hỏng môi trường khí chân không và dẫn đến việc wafer bị ô nhiễm. Đó không phải là điều tốt chút nào.
Vệ sinh khu vực sản xuất
Nếu bạn vẫn sử dụng những bộ sưởi kiểu lò nướng cũ, bạn chắc hẳn biết rõ cảm giác phải chờ đợi cho đến khi buồng khí chân không đạt được nhiệt độ mong muốn. Điều này mất rất nhiều thời gian. Việc chuyển sang sử dụng các bóng đèn hồng ngoại sẽ giải quyết vấn đề này. Bạn có thể đạt được nhiệt độ mong muốn trong vài giây thôi. Điều này vừa giúp bảo vệ môi trường, vừa giúp giảm chi phí điện năng.
Những điểm cần lưu ý
Hồng ngoại không phải là giải pháp hoàn hảo. Do cường độ nhiệt cao, nếu hình dạng của bóng đèn không phù hợp với wafer, thì sẽ xuất hiện những điểm nóng không mong muốn. Bạn cần sử dụng bộ điều khiển PID để đảm bảo rằng nhiệt độ được phân bố đồng đều.
Một lời khuyên nữa: hãy kiểm tra hệ thống làm mát nước. Nếu hệ thống này không đủ khả năng xử lý bức xạ phát ra từ phía sau bóng đèn, thì môi trường khí chân không sẽ bị hỏng. Hãy đảm bảo khoảng cách giữa các bộ phận được điều chỉnh đúng cách, nếu không bạn sẽ phải mất thời gian để thay thế các linh kiện bị hỏng vào cuối tuần.