Tại sao các lò sưởi bằng tia hồng ngoại trong môi trường chân không lại là giải pháp tối ưu cho các xưởng sản xuất bán dẫn hiện đại?
Ngành công nghiệp bán dẫn đang nỗ lực hết sức để đạt được mục tiêu “không chứa chì” và “không phát thải khí độc”. Trong thời gian dài, chúng ta vẫn phụ thuộc vào các lò sưởi thông thường. Nhưng vấn đề là việc làm nóng một lượng không khí lớn là sự lãng phí năng lượng. Hơn nữa, luồng không khí này còn có thể mang theo bụi bẩn và các hạt nhỏ, gây hư hại cho các tấm wafer.
Đó là lý do tại sao chúng ta chuyển sang sử dụng các lò sưởi bằng tia hồng ngoại hoạt động trong môi trường chân không. Phương pháp này giúp giảm thiểu sự lãng phí năng lượng và bảo vệ các tấm wafer khỏi bụi bẩn.
Cách thức hoạt động của chúng
Trong môi trường chân không, chúng ta không thể sử dụng không khí để truyền nhiệt. Điều này là không thể về mặt vật lý. Vì vậy, chúng ta phải dựa vào bức xạ để truyền nhiệt. Hãy tưởng tượng ánh nắng mặt trời chiếu vào da bạn. Các đèn tia hồng ngoại phát ra sóng điện từ, giúp làm nóng chính vật liệu cần được xử lý. Chúng ta không cần phải làm nóng các bức tường của buồng hoặc không khí xung quanh nữa. Không cần hệ thống thông gió hay hệ thống lọc khí phức tạp. Chỉ cần năng lượng được truyền trực tiếp thôi.
Điều này rất hiệu quả. Chi phí điện sẽ giảm, và các tấm wafer sẽ được bảo vệ tốt hơn.
Xử lý các vật liệu không chứa chì
Nếu bạn sử dụng các loại keo dán hoặc chất kết dính không chứa chì, bạn sẽ biết rằng chúng rất nhạy cảm với nhiệt độ. Nếu nhiệt độ không được kiểm soát chính xác, chúng sẽ bị oxy hóa hoặc biến dạng.
Chúng ta sử dụng bức xạ sóng ngắn vì chúng có tốc độ truyền nhiệt rất nhanh. Bạn có thể đạt được nhiệt độ cần thiết chỉ trong vài giây. Điều này giúp các linh kiện không phải chịu tác động của nhiệt độ quá lâu. Bạn cũng tránh được tình trạng “nướng quá mức”, điều này có thể gây hư hại cho các linh kiện nhạy cảm.
Những yếu tố cần lưu ý
Bạn không thể chỉ lấy bất kỳ chiếc đèn nào từ kệ và sử dụng nó trong môi trường chân không được. Các bộ phận đệm kín và hệ thống dẫn điện phải được thiết kế chất lượng cao, nếu không sẽ xảy ra tình trạng rò rỉ khí. Ngoài ra, còn có vấn đề về bụi bẩn. Nếu máy bơm chân không không được điều chỉnh phù hợp với loại nhựa mà bạn đang sử dụng, bụi bẩn sẽ tích tụ trên ống thạch anh. Khi đó, sóng hồng ngoại sẽ không thể truyền qua được, và nhiệt độ sẽ giảm. Bạn cần có chương trình vệ sinh định kỳ hoặc sử dụng lớp phủ chuyên dụng để đảm bảo mọi thứ hoạt động ổn định.
Nhưng một khi mọi thứ được điều chỉnh đúng cách, bạn sẽ có một môi trường làm việc sạch sẽ hơn, quy trình sản xuất nhanh hơn, đồng thời vẫn đạt được các mục tiêu về môi trường. Đó quả là một giải pháp tuyệt vời.