Việc kiểm soát nhiệt độ trên wafer silic
Khi làm việc trong môi trường bán dẫn, việc giữ cho môi trường làm việc “sạch sẽ” không chỉ là một yêu cầu tối thiểu – đó chính là yếu tố then chốt để đảm bảo hiệu suất công việc. Chính vì vậy, chúng ta sử dụng các bóng đèn gia nhiệt loại UHP (Ultra High Purity).
Khi gia nhiệt wafer silic, chúng ta muốn mọi photon chiếu vào bề mặt wafer. Việc lãng phí năng lượng để làm nóng các bức tường trong buồng gia nhiệt thực chất là việc lãng phí tiền bạc và năng lượng.
Tại sao chúng ta chọn vàng?
Có người sử dụng các tấm phản xạ bằng nhôm thông thường, nhưng chúng hấp thụ quá nhiều năng lượng. Chúng ta lại sử dụng các tấm phản xạ được phủ lớp vàng. Điều này không phải để làm cho thiết bị trở nên sang trọng hơn, mà là do tính chất vật lý của ánh sáng hồng ngoại. Vàng có khả năng phản xạ năng lượng trở lại chính vị trí cần thiết – tức là lên bề mặt wafer. Nhờ vậy, nhiệt lượng sẽ được tập trung vào mục tiêu cần thiết, mà không cần phải tăng công suất máy lên.
Những thách thức
Để đạt được mật độ nhiệt độ cần thiết, các bóng đèn này phải hoạt động ở nhiệt độ rất cao. Nhưng điều này cũng mang theo những rủi ro. Toàn bộ năng lượng này tạo ra nhiệt độ cao tại một vùng nhất định. Nếu hệ thống làm mát không thể kiểm soát được sự gia tăng nhiệt độ, thì bóng đèn có thể bị hỏng. Đó là một vấn đề mà chúng ta không muốn gặp phải.
Chúng ta dành rất nhiều thời gian để tối ưu hóa tính chất phản xạ của lớp vàng này. Độ tập trung nhiệt càng cao thì gradient nhiệt độ càng lớn. Bạn cần phải cẩn thận khi sử dụng các bộ điều khiển PID – một sai sót nhỏ cũng có thể khiến bề mặt wafer bị quá nhiệt.
Thiết lập trong thực tế
Khi lắp đặt các bóng đèn này vào hệ thống UHP, việc đảm bảo độ chính xác trong việc lắp đặt là rất quan trọng. Nếu sai lệch chỉ vài milimét thôi, hiệu suất gia nhiệt có thể giảm 10% đến 15%. Chúng tôi thiết kế các bóng đèn này sao cho chúng có thể được lắp đặt một cách dễ dàng, mà không cần phải thay đổi toàn bộ cấu trúc hệ thống gia nhiệt.
Một điều cuối cùng: hãy giữ cho bề mặt vàng luôn sạch sẽ. Một chút bụi hoặc sự oxi hóa có vẻ không quan trọng lắm, nhưng chúng có thể làm giảm hiệu quả phản xạ năng lượng của bóng đèn một cách nhanh chóng.