Giải quyết vấn đề “bức tường nóng” trong quá trình rửa wafer trong ngành bán dẫn
Nếu bạn từng làm việc trong lĩnh vực xử lý bán dẫn, chắc hẳn bạn hiểu rõ những khó khăn mà người ta gặp phải. Trong quá trình rửa wafer, cần phải làm nóng wafer, nhưng lại không muốn để thiết bị trở thành một “lò nướng”.
Các bộ sưởi truyền thống thực chất chỉ là những bóng đèn – chúng tỏa nhiệt ra mọi hướng. Điều này khiến các bề mặt bên trong thiết bị bị nóng đến mức nguy hiểm. Đó là sự lãng phí năng lượng, và thực sự cũng là mối nguy hiểm đối với những người làm việc gần máy móc.
Chúng tôi đã tìm ra giải pháp tốt hơn: sử dụng đèn hồng ngoại có khả năng chiếu sáng theo hướng cụ thể.
Cách hoạt động của đèn hồng ngoại
Hầu hết các đèn hồng ngoại đều tỏa bức xạ theo hình tròn 360 độ. Chúng tôi không muốn điều đó xảy ra. Thay vào đó, chúng tôi sử dụng các bộ phát sóng tia hồng ngoại tầng sóng ngắn kết hợp với các bộ phản chiếu chuyên dụng.
Tia hồng ngoại tầng sóng ngắn rất hiệu quả vì chúng có thể xuyên qua chất lỏng dùng để rửa wafer và tác động trực tiếp lên bề mặt wafer. Bằng cách thu hẹp chùm tia, chúng ta có thể đưa năng lượng nhiệt đến đúng vị trí cần thiết. Nhờ đó, nhiệt độ trên wafer được kiểm soát chính xác, trong khi thân máy vẫn giữ được nhiệt độ ổn định.
Xử lý vấn đề ô nhiễm
Quá trình rửa wafer luôn diễn ra trong môi trường ẩm ướt. Nước và điện không thể tồn tại cùng nhau. Để tránh tình trạng kết nối điện bị đứt, chúng tôi sử dụng các bộ kín nước cho các điểm tiếp xúc điện. Nếu không có chúng, độ ẩm sẽ làm hư hỏng các điểm tiếp xúc điện, dẫn đến sự cố. Chúng tôi cũng bọc tất cả các bộ phận trong vỏ bằng thủy tinh khoáng. Vỏ này rất bền, có thể chịu được các chất hóa học và nước bắn vào mà không bị hư hại.
Những thách thức
Việc sử dụng đèn hồng ngoại không hề đơn giản. Vì chúng tập trung toàn bộ nhiệt lượng vào một điểm cụ thể, nên độ chính xác là yếu tố quan trọng nhất. Nếu đèn bị lệch vài milimét, sẽ xuất hiện những điểm nóng trên wafer. Đó là một vấn đề nghiêm trọng.
Một điều nữa cần lưu ý: mặc dù các bề mặt xung quanh vẫn giữ được nhiệt độ ổn định, nhưng chính đèn lại trở nên cực kỳ nóng. Không thể bỏ qua yếu tố này. Nếu quạt làm mát hoặc bộ tản nhiệt không hoạt động tốt, đèn sẽ nhanh chóng bị hỏng.
Giải pháp tốt nhất là kết nối đèn hồng ngoại với bộ điều khiển PID. Điều này giúp kiểm soát nhiệt độ một cách chính xác. Wafer sẽ giữ được nhiệt độ ổn định, thiết bị sẽ không bị quá nóng, và người vận hành cũng có thể yên tâm làm việc.