Yarıiletken üretiminde IR ısıtma ile karbon salınımının azaltılması
Yarıiletkenlerin üretilmesinde kontrol çok önemlidir. Isının tam olarak belirlenen seviyede olması gerekir; ancak bir miktar toz veya gaz molekülü bile waferlerin kalitesini bozabilir.
Uzun süre boyunca konveksiyon fırınları kullanıldı. Ama dürüst olmak gerekirse, küçük bir silikon parçasını ısıtmak için tüm odayı ısıtmak büyük bir enerji israfıdır. Bu, tüm evi ısıtarak sadece bir dilim pizzayı ısıtmaya çalışmak gibidir.
İşte bu yüzden infraruj (IR) ısıtma lambalarına geçtik. Hava yerine ısının doğrudan substrat üzerine yönlendirilmesiyle daha temiz ve hızlı bir ısıtma sağlanıyor. Ayrıca bu yöntem, temiz odanın karbon ayak izinin kontrol dışına çıkmasını engelliyor.
Neden bu yöntem işe yarıyor?
IR sistemleri elektromanyetik radyasyon kullanır. Basitçe söylemek gerekirse, aracılara ihtiyaç duymuyoruz. Isının yayılması için havaya ihtiyaç yok; bu sayede waferler neredeyse anında ısınıyor. Ayrıca bu ekipmanlar zeminde çok daha az yer kaplıyor.
Eğer enerjinin büyük bir kısmını çevredeki havaya harcamak yerine sadece hedefe odaklarsak, büyük miktarda enerji tasarrufu sağlanır. İşte burada gerçek çevresel fayda ortaya çıkıyor.
Temiz odanın detayları
Temiz odalarda “gaz salınımı” büyük bir sorundur. Ekipmanınızdan parçacıklar salınırsa, işler kötüye gider. Bunu engellemek için yüksek saflıkta kuvars kaplamalar kullanıyoruz. Bu kaplamalar, yüksek vakum ortamında bile kirleticilerin waferlere ulaşmasını engeller.
Genellikle kısa dalga boyunda ısı kullanıyoruz. Bu sayede ısı silikona ve fotoresistlere daha iyi nüfuz eder.
Ancak işleri hızlandırmak için gücü maksimuma çıkarmak mümkün değildir. Çok fazla güç uygulandığında waferler zarar görebilir. Isıyı sabit tutmak için PID kontrol cihazları kullanıyoruz; böylece hızlanma hızı, malzemenin kaldırabileceği seviyeyle dengelenmiş olur.
Kısıtlamalar
IR ışınları sihirli bir çözüm değildir. Bir Trade-off vardır. Bu lambaların gövdesinin arkası inanılmaz derecede ısınır. Eğer soğutma sistemleri doğru şekilde ayarlanmazsa, kendi HVAC sistemiyle mücadele etmek zorunda kalırsınız. Bu da başarısızlık anlamına gelir.
Ayrıca, soğutma sistemi çalışmazsa lambalar hızla yanar. İyi bir ventilasyon sadece “istenilen bir özellik” değil; sistemin kendini yok etmesini engellemenin tek yoludur.