کاهش میزان کربن در فرآیند تولید تراشهها با استفاده از حرارت مادون قرمز
تولید نیمههادیها نیازمند کنترل دقیق است؛ شما به حرارت دقیق نیاز دارید، اما نمیتوانید اجازه دهید حتی یک ذره گرد و غبار یا یک مولکول گاز، ورقههای سیلیکونی را خراب کند.
برای مدت طولانی، از فرهای حرارتی برای این منظور استفاده میشد. اما باید صادق باشیم: گرم کردن کل یک اتاق فقط برای گرم کردن یک تکه کوچک سیلیکون، هدر دادن انرژی بسیار زیادی است؛ در واقع مانند گرم کردن کل خانه فقط برای گرم کردن یک تکه پیتزاست.
به همین دلیل، از لامپهای حرارتی مادون قرمز استفاده میکنیم. در این روش، به جای گرم کردن هوا، حرارت مستقیماً به سمت سطح ورقههای سیلیکونی اعمال میشود. این روش تمیزتر، سریعتر است و از افزایش بیش از حد میزان کربن در اتاقهای تمیز جلوگیری میکند.
چرا این روش مؤثر است؟
سیستمهای مادون قرمز از تابش الکترومغناطیسی استفاده میکنند. به عبارت ساده، ما از واسطهها استفاده نمیکنیم؛ نیازی به حرکت هوا برای انتقال حرارت نیست، بنابراین ورقههای سیلیکونی تقریباً بلافاصله گرم میشوند. علاوه بر این، این تجهیزات فضای کمتری را اشغال میکنند.
وقتی که انرژی را فقط به سمت هدف مورد نظر هدایت کنیم، میتوانیم مقدار زیادی انرژی را صرفهجویی کنیم؛ این همان مزیت واقعی این روش از نظر زیستمحیطی است.
جزئیات مربوط به اتاقهای تمیز
در اتاقهای تمیز، «خارج شدن گازها» مشکل بزرگی است؛ اگر تجهیزات شما ذراتی را آزاد کنند، کار شما از هم میپاشد. برای جلوگیری از این امر، از غلافهای کوارتز با خلوص بالا استفاده میکنیم؛ این غلافها مانع ورود آلایندهها به ورقههای سیلیکونی میشوند، حتی در شرایط خلأ بالا.
معمولاً از تابشهای موج کوتاه برای این منظور استفاده میکنیم؛ زیرا این تابشها بهتر در سیلیکون و مواد مربوطه نفوذ میکنند.
اما نمیتوانیم فقط برای تسریع فرآیند، توان لامپها را بالا ببریم؛ اگر توان بیش از حدی را به سرعت اعمال کنیم، ورقههای سیلیکونی آسیب خواهند دید. ما از کنترلکنندههای PID برای حفظ تعادل در سرعت افزایش حرارت استفاده میکنیم.
معایب این روش
باید بدانیم که مادون قرمز چیز جادویی نیست؛ همیشه یک توازن لازم است.
این لامپها در قسمت پشتی خود بسیار داغ میشوند؛ اگر سیستمهای خنککننده را به درستی تنظیم نکنیم، با مشکلات زیادی روبرو خواهیم شد.
و اگر سیستم خنککننده از کار بیفتد، لامپها سریعاً خراب خواهند شد. تهویه مناسب، فقط یک چیز «خوب برای داشتن» نیست؛ بلکه تنها راه برای جلوگیری از اختلالات در سیستم است.