Tại sao chúng ta chuyển từ phương pháp sử dụng không khí nóng sang phương pháp sử dụng bức xạ hồng ngoại trong quy trình chế tạo bán dẫn?
Hãy tưởng tượng cách hoạt động của một lò nướng thông thường: người ta làm nóng không khí trước, sau đó không khí ấy mới làm nóng chi tiết cần xử lý. Phương pháp này có thể được sử dụng để nướng bánh, nhưng trong quy trình chế tạo bán dẫn thì lại không hiệu quả chút nào. Có một khoảng thời gian chờ đợi khá lâu, vì phải chờ cho đến khi không khí đủ nóng để làm nóng chi tiết.
Đó là lý do tại sao rất nhiều kỹ sư từ bỏ phương pháp sử dụng không khí nóng và chuyển sang sử dụng bức xạ hồng ngoại.
Bức xạ hồng ngoại không tác động đến không khí; nó truyền năng lượng trực tiếp vào bề mặt chi tiết cần xử lý. Đó là bức xạ, chứ không phải sự truyền nhiệt qua không khí. Kết quả là thời gian chờ đợi giảm đi đáng kể. Bạn không còn phải mất thời gian chờ cho đến khi căn phòng đủ nóng nữa, mà có thể bắt tay vào công việc ngay lập tức.
Bí mật nằm ở các nắp gốm
Nếu bạn sử dụng bộ phát bức xạ hồng ngoại có công suất cao, thì việc đảm bảo độ kín của thiết bị là rất quan trọng. Chúng tôi sử dụng các nắp gốm để kết nối giữa ống thạch anh và các dây dẫn điện. Tại sao lại chọn gốm? Bởi vì kim loại không thể chịu đựng được áp lực nhiệt cao. Khi nhiệt độ tăng cao, kim loại sẽ bị hư hỏng. Nhưng gốm thì vẫn giữ được tính ổn định dưới áp lực nhiệt cao, nhờ đó độ kín của thiết bị vẫn được duy trì.
Ngoài ra, các nắp gốm này còn giúp giữ filament ở vị trí chính xác. Nếu filament di chuyển dù chỉ một chút, thì sẽ xuất hiện những điểm nóng. Những điểm nóng này sẽ gây hư hỏng cho các wafer hoặc khiến quá trình xử lý bị sai lệch. Chúng tôi đảm bảo rằng các nắp gốm này có khả năng chịu được sự giãn nở nhiệt của thạch anh, để đèn không bị vỡ ngay khi được bật hoạt động.
Tốc độ vs. Nhiệt độ
Bộ phát bức xạ hồng ngoại có hiệu suất rất cao. Mật độ nhiệt trên mỗi inch vuông cao hơn nhiều so với phương pháp sử dụng không khí nóng. Bạn có thể đạt được nhiệt độ mong muốn trong vài giây thôi.
Đó chính là lý do tại sao phương pháp này trở thành tiêu chuẩn mới trong ngành chế tạo bán dẫn. Nó giúp tăng tốc độ xử lý sản phẩm. Nhưng cũng có một nhược điểm: mức độ nhiệt độ cao như vậy sẽ gây áp lực lớn lên bo mạch điện tử của máy. Dĩ nhiên, bạn sẽ tiết kiệm thời gian trong quá trình xử lý, nhưng bạn cũng đang tạo ra một “mặt trời nhỏ” bên trong máy. Nếu bạn không có hệ thống làm mát hiệu quả, thì thiết bị của bạn sẽ bị hư hỏng. Điều quan trọng là phải tìm được sự cân bằng giữa tốc độ và nhiệt độ.