Tại sao chúng ta lại từ bỏ phương pháp sử dụng không khí nóng để sưởi ấm wafer trong quy trình gia công?
Nếu bạn từng làm việc trong lĩnh vực gia công bán dẫn, bạn chắc hẳn hiểu rõ cảm giác khó chịu khi phải chờ đợi. Cụ thể là phải chờ cho wafer đạt đến nhiệt độ mong muốn bằng cách sử dụng không khí nóng.
Vấn đề là phương pháp sử dụng không khí nóng rất chậm. Bạn chỉ có thể thổi khí nóng vào wafer, hy vọng rằng nhiệt lượng sẽ được truyền sang wafer một cách hiệu quả. Nhưng điều này gây ra tình trạng chênh lệch nhiệt độ khó chịu, ảnh hưởng đến tiến độ công việc.
Trong khi đó, phương pháp sử dụng bức xạ hồng ngoại lại khác. Thay vì sử dụng không khí, bức xạ hồng ngoại sử dụng bức xạ điện từ để trực tiếp tác động lên bề mặt wafer.
Đó giống như sự khác biệt giữa việc cố gắng làm ấm tay bằng cách vẫy tay trong gió ấm và việc đứng ngay trước đống lửa vậy.
Tốc độ chính là yếu tố quan trọng ở đây. Không khí là chất dẫn nhiệt kém. Khi sử dụng quạt, bạn phải chờ cho không khí nóng lên, sau đó mới chờ cho nhiệt lượng lan tỏa vào wafer. Trong khi đó, với bức xạ hồng ngoại, năng lượng có thể tác động lên bề mặt wafer ngay lập tức.
Chúng ta có thể giảm thời gian chuẩn bị từ vài phút xuống còn vài giây. Khi nhà máy hoạt động 24/7, việc tiết kiệm được vài giây mỗi lần cũng rất quan trọng. Bạn có thể xử lý nhiều wafer hơn mà không cần mua thêm máy móc hay diện tích lưu trữ.
Ngoài ra, việc kiểm soát nhiệt độ cũng dễ dàng hơn nhiều. Chúng ta sử dụng cảm biến hồng ngoại để theo dõi nhiệt độ trong thời gian thực. Các cảm biến nhiệt truyền thống thì kém hiệu quả hơn – chúng cần tiếp xúc trực tiếp với vật thể và phản ứng chậm. Cảm biến hồng ngoại thì có thể theo dõi nhiệt độ một cách chính xác. Nếu có điều gì bất thường, bạn có thể điều chỉnh công suất ngay lập tức.
Điều này giúp tránh tình trạng “nướng cháy” wafer, khiến các mép wafer bị cháy trong khi phần giữa vẫn còn ấm.
Nhưng cũng cần lưu ý rằng đây không phải là giải pháp đơn giản. Phương pháp sử dụng bức xạ hồng ngoại tạo ra lượng nhiệt rất lớn. Tốc độ cao này cũng đồng nghĩa với việc nhiệt độ tại một vị trí nhất định rất cao, điều này có thể gây hại cho thiết bị của bạn. Nếu hệ thống làm mát không đủ mạnh, bạn có thể gặp rắc rối. Bạn có thể làm biến dạng wafer hoặc làm hỏng các linh kiện trong thiết bị.
Bạn cần phải tính toán kỹ lưỡng về hệ thống làm mát trước khi áp dụng phương pháp này.
Tuy nhiên, đối với các dây chuyền sản xuất với khối lượng lớn, đây chính là phương pháp được sử dụng hiện nay. Bạn phải hy sinh sự đơn giản của phương pháp sử dụng quạt để đổi lấy tốc độ cao. Và trong ngành công nghiệp này, tốc độ chính là yếu tố quan trọng nhất.