วิธีแก้ปัญหา “ผนังร้อน” ในขั้นตอนล้างชิปเซมิคอนดักเตอร์
หากคุณเคยทำงานในกระบวนการแปรรูปชิปเซมิคอนดักเตอร์มาก่อน คุณคงรู้ดีถึงความยากลำบากในการทำงานนี้ คุณจำเป็นต้องใช้ความร้อนในขั้นตอนการล้างชิป แต่ก็ไม่อยากให้เครื่องจักรของคุณกลายเป็นเตาอบโดยไม่ได้ตั้งใจ
เครื่องทำความร้อนแบบแสงอินฟราเรดแบบดั้งเดิมนั้น โดยพื้นฐานแล้วก็เหมือนหลอดไฟธรรมดาๆ นั่นคือมันจะแผ่ความร้อนออกไปทุกทิศทาง ส่งผลให้ผนังภายในเครื่องมีอุณหภูมิสูงมาก นอกจากจะเป็นการสูญเสียพลังงานแล้ว ยังเป็นอันตรายต่อคนที่ทำงานอยู่ใกล้เครื่องจักรอีกด้วย
เราค้นพบวิธีที่ดีกว่านั้น นั่นก็คือการใช้หลอดไฟอินฟราเรดแบบมีการกำหนดทิศทางการแผ่รังสีได้
วิธีการทำงาน
หลอดไฟอินฟราเรดส่วนใหญ่จะแผ่รังสีออกมาในรูปแบบวงกลม 360 องศา แต่เราไม่ต้องการแบบนั้น เราจึงใช้หลอดไฟที่แผ่รังสีในช่วงคลื่นสั้น พร้อมกับใช้ตัวสะท้อนแสงเพื่อกำหนดทิศทางการแผ่รังสี
รังสีอินฟราเรดแบบคลื่นสั้นมีข้อดีตรงที่มันสามารถทะลุผ่านของเหลวที่ใช้ล้างชิปได้ และส่งความร้อนไปยังพื้นผิวชิปโดยตรง การกำหนดทิศทางการแผ่รังสีได้อย่างแม่นยำ จะช่วยให้ชิปมีอุณหภูมิที่เหมาะสม ในขณะที่ตัวเครื่องจักรยังคงมีอุณหภูมิที่เย็นอยู่
การจัดการกับปัญหาน้ำ
ขั้นตอนการล้างชิปนั้นเป็นขั้นตอนที่มีน้ำเกี่ยวข้อง ซึ่งน้ำกับไฟฟ้านั้นไม่สามารถอยู่ร่วมกันได้
เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดปัญหาการลัดวงจร เราจึงใช้ตัวปิดกันน้ำที่อุปกรณ์ไฟฟ้า เพราะถ้าไม่มีตัวปิดกันน้ำ ความชื้นก็จะทำลายอุปกรณ์ไฟฟ้าได้ เรายังห่ออุปกรณ์ทั้งหมดด้วยวัสดุควอตซ์อีกด้วย วัสดุนี้มีความทนทาน สามารถต้านทานก๊าซเคมีและน้ำที่กระเด็นเข้ามาได้
ปัญหาที่ยาก
การใช้หลอดไฟอินฟราเรดนั้นไม่ใช่เรื่องง่ายเลย เพราะเราต้องรวมความร้อนไว้ในจุดเดียว ดังนั้นความแม่นยำจึงมีความสำคัญมาก
ถ้าหากหลอดไฟอยู่ห่างจากจุดที่ต้องการส่งความร้อนเพียงไม่กี่มิลลิเมตร ก็จะทำให้เกิดจุดร้อนบนชิปได้ นั่นเป็นปัญหาใหญ่เลย
อีกปัญหาหนึ่งก็คือ แม้ว่าผนังเครื่องจะยังคงเย็นอยู่ แต่ตัวหลอดไฟเองกลับมีอุณหภูมิสูงมาก ดังนั้นเราจึงต้องให้ความสำคัญกับตัวเครื่องจักรด้วย หากพัดลมระบายความร้อนหรืออุปกรณ์ระบายความร้อนไม่สามารถทำงานได้ดี หลอดไฟก็จะเสียหายได้เร็วขึ้น
วิธีที่ดีที่สุดคือการนำหลอดไฟเหล่านี้มาเชื่อมต่อกับตัวควบคุม PID ซึ่งจะช่วยให้อุณหภูมิคงที่และสามารถควบคุมได้ ชิปก็จะมีอุณหภูมิที่สม่ำเสมอ ตัวเครื่องจักรก็จะยังคงเย็นอยู่ และผู้ปฏิบัติงานก็จะสามารถทำงานได้อย่างสบายใจ