نگه داشتن گرما در جای مناسب در کارخانههای تولید نیمههادی
لامپهای مادون قرمز با توان بالا، مقدار عظیمی انرژی گرمایی تولید میکنند. در کارخانههای تولید نیمههادی، این انرژی فقط برای یک کار استفاده میشود: تأثیرگذاری بر ویفر. هیچ کار دیگری ندارد.
اگر این گرما را کنترل نکنیم، آن به دیوارههای ماشین سرایت خواهد کرد. در نهایت، بدنه داخلی ماشین بسیار داغ خواهد شد؛ الکترونیکهای حساس ما نیز خراب خواهند شد. در چنین شرایطی، ما با یک مشکل ایمنی جدی روبرو خواهیم بود.
راه حل: هدایت گرما به جای مورد نظر
مشکل اینجاست که لامپهای مادون قرمز استاندارد، انرژی خود را در تمام جهات – یعنی ۳۶۰ درجه – پخش میکنند. برای جلوگیری از این موضوع، از سپرهای شیشهای کوارتز استفاده میکنیم.
این سپرها، مانع از سرایت گرما به بدنه ماشین میشوند و آن را دوباره به سمت ویفر هدایت میکنند. این تنها راه برای رساندن ویفر به دمای مورد نظر، بدون اینکه کل ماشین به یک فر تبدیل شود، است.
چرا از کوارتز استفاده میکنیم؟
از کوارتز استفاده میکنیم چون در برابر فشار، تغییری نمیکند. اگر از شیشه معمولی استفاده کنیم، به محض اینکه لامپ به حداکثر توان خود برسد، شیشه خراب خواهد شد. اما کوارتز میتواند این نوع شوک حرارتی را تحمل کند.
کوارتز اجازه میدهد که تشعشعات مادون قرمز کوتاهامواج از آن عبور کنند، اما جلوی سرایت گرما را میگیرد.
البته یک مشکل وجود دارد: باید این سپرها را کاملاً تمیز نگه داشت. اگر کمی گرد و غبار یا مواد آلی روی کوارتز بریزد، آنجا داغ خواهد شد. این امر باعث میشود ویفر به طور نامتوازن گرم شود. در بدترین حالت، سپر دیگر کار نخواهد کرد.
تعادل بین دقت و توان
البته، هیچ چیز رایگان نیست. استفاده از سپر، به معنای کاهش کمی از توان لامپ است. برای جبران این کاهش، ممکن است مجبور شویم توان لامپ را بالاتر ببریم یا لامپ را نزدیکتر قرار دهیم. اما مشکل اینجاست که اگر توان لامپ را بیش از حد افزایش دهیم، سیستم خنککننده ماشین مجبور خواهد بود برای مقابله با گرمای اضافی، سختتر کار کند.
این یک تعادل مداوم بین دقت بالا و توان بالاست.