การให้ความร้อนแก่เวเฟอร์โดยไม่ทำให้เกิดการระเบิด
พูดตามตรงนะครับ การให้ความร้อนแก่เวเฟอร์ในช่วงการทำความสะอาดด้วยสารเคมีนั้นเป็นเรื่องที่น่ากังวลมาก เพราะเรากำลังทำงานกับสารละลายและไอระเหยที่มีความไวต่อไฟ ซึ่งพร้อมจะระเบิดได้ตลอดเวลา การใช้หลอดอินฟราเรดธรรมดาในสภาพแวดล้อมแบบนี้ไม่เพียงแต่เสี่ยงเท่านั้น แต่ยังอาจก่อให้เกิดอันตรายได้อีกด้วย แค่มีประกายไฟเล็กๆ หรือตัวหลอดร้อนเกินไป ก็อาจก่อให้เกิดหายนะได้เลย
เราจึงคิดหาวิธีที่ดีกว่านี้ขึ้นมา แทนที่จะปล่อยให้องค์ประกอบที่ใช้ในการให้ความร้อนอยู่กลางอากาศ เราก็นำมาใส่ไว้ในโครงสร้างที่ปิดผนึกไว้อย่างแน่นหนา
การป้องกันสิ่งเลวร้าย
เราเริ่มต้นด้วยการห่อองค์ประกอบอินฟราเรดด้วยแก้วควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูง จากนั้นก็นำทั้งหมดใส่ไว้ในฝักที่ทนทานต่อสารเคมีและป้องกันการระเบิดได้
ลองคิดว่ามันเหมือนชุดเกราะกันไว้เลยครับ มันช่วยสร้างกำแพงกั้นระหว่างกระแสไฟฟ้ากับไอระเหยที่เป็นอันตรายเหล่านั้น ซึ่งจะช่วยป้องกันไม่ให้ไอระเหยเหล่านั้นทำลายสายไฟหรือแทรกซึมเข้าไปถึงเส้นลวดที่ใช้ในการให้ความร้อนได้
นอกจากนี้ เรายังใช้แผ่นกันน้ำมันที่สามารถทนทานต่อสารทำความสะอาดที่มีความรุนแรงได้อีกด้วย หากการปิดผนึกล้มเหลว หลอดก็จะดับลงทันที นั่นคือเหตุผลที่เราออกแบบอุปกรณ์นี้ให้สามารถรับแรงดันสูงได้ เพราะ “เพียงแค่ดีพอ” นั้นไม่เพียงพอสำหรับสถานการณ์นี้
การรักษาอุณหภูมิให้คงที่
อินฟราเรดคลื่นสั้นมีข้อดีตรงที่สามารถทำให้เวเฟอร์ร้อนขึ้นได้อย่างรวดเร็ว แต่ก็มีข้อเสียเช่นกัน นั่นคือเมื่อมีความร้อนมากมายอยู่ในหลอดที่ปิดผนึกไว้ ก็จะเกิดแรงดันสูงขึ้น เราจึงต้องปรับค่ากำลังไฟให้เหมาะสม เพื่อไม่ให้หลอดร้อนเกินไปจนเกิดอันตราย
และโปรดอย่าใช้สวิตช์เปิด/ปิดธรรมดานะครับ คุณจำเป็นต้องใช้ตัวควบคุม PID ที่มีความแม่นยำ เพื่อรักษาอุณหภูมิให้คงที่ ระบบจะต้องปรับกำลังไฟอย่างต่อเนื่อง เพื่อให้อุณหภูมิผิวหน้าอยู่ต่ำกว่าจุดวาบไฟของสารเคมี นั่นคือสิ่งสำคัญที่ต้องควบคุมอย่างละเอียด
ข้อเสีย
แน่นอนว่าไม่มีอะไรที่สมบูรณ์แบบเสมอไป การเพิ่มชั้นป้องกันเข้ามาก็ทำให้เกิดความต้านทานทางความร้อนขึ้นมาด้วย คุณจะสังเกตเห็นว่าการถ่ายเทความร้อนจะช้าลงเมื่อเทียบกับหลอดที่ไม่มีชั้นป้องกัน
แต่นั่นก็ไม่ใช่ปัญหาใหญ่อะไรนัก คุณอาจต้องใช้หลอดที่มีกำลังไฟสูงขึ้นเพื่อให้ได้อุณหภูมิที่ต้องการ แต่อย่าลืมว่าระบบระบายอากาศของคุณต้องทำงานได้ดีด้วย คุณไม่อยากให้มีไอระเหยสะสมอยู่รอบๆ ตัวหลอด ไม่ว่ามันจะปิดผนึกได้ดีแค่ไหนก็ตาม