چرا ما به استفاده از تکنولوژی مادون قرمز برای ساخت نیمههادیهای بدون سرب روی آوردهایم؟
دنیای نیمههادیها سرانجام در حال پاکسازی خود است. ما در حال ترک کردن آن فرآیندهای خطرناک و پراستفاده از مواد شیمیایی هستیم. اینجاست که تکنولوژی مادون قرمز وارد عمل میشود. این روش، روشی بسیار مناسب برای کسانی است که میخواهند از منابع انرژی کمتری استفاده کنند؛ زیرا باعث کاهش نیاز به حلالهای فرار و همچنین کاهش مصرف انرژی توسط سیستمهای تمیزکننده میشود.
نحوه عملکرد این روش گرمایشی
فکر کنید به یک فر معمولی؛ این فر، هوا را گرم میکند و سپس هوای گرم، قطعات را گرم میکند. این روش کند و همچنین مصرف انرژی زیادی دارد.
اما روش مادون قرمز متفاوت است؛ این روش از تشعشعات الکترومغناطیسی برای انتقال انرژی مستقیماً به سطح ویفر استفاده میکند. ما نیازی نداریم کیلوواتها انرژی را صرف گرم کردن یک جعبه فلزی پر از هوا کنیم؛ بلکه مستقیماً روی سطح ویفر انرژی اعمال میشود.
این امر باعث میشود زمان لازم برای گرم شدن ویفر بسیار کوتاه شود. وقتی با مواد حساس مانند فوتورزیستها یا چسبهای بدون سرب سروکار داریم، این سرعت بسیار مهم است.
فاصله مناسب بین لامپ مادون قرمز و ویفر
اینجاست که کار برای مهندسان دشوار میشود؛ باید فاصله بین لامپ مادون قرمز و ویفر را درست تنظیم کرد.
اگر لامپ خیلی نزدیک باشد، نقاط داغی روی ویفر ایجاد خواهد شد و ویفر تغییر شکل خواهد داد؛ این خوب نیست.
اگر لامپ خیلی دور باشد، جریان حرارتی کافی وجود نخواهد داشت و سرعت فرآیند کاهش خواهد یافت.
ما معمولاً این فاصله را بر اساس طول موج لامپ تنظیم میکنیم؛ طول موج کوتاه برای گرم کردن سطح مناسب است، در حالی که طول موج متوسط، حرارت را به عمق ویفر میبرد. در واقع، باید تعادلی بین شدت نور لامپ و جرم حرارتی ویفر برقرار کنیم. لامپهایی با شدت بالا سریع عمل میکنند، اما نیاز به سیستم کنترل PID قوی برای جلوگیری از فراتر رفتن از دمای مورد نظر وجود دارد.
معایب این روش
استفاده از تکنولوژی مادون قرمز باعث صرفهجویی زیادی در مصرف انرژی میشود، اما این گرما به جای دیگری منتقل میشود؛ یعنی به سیستم خنککننده دستگاه.
از آنجایی که این لامپها مقدار زیادی گرما را در فضای کوچکی تولید میکنند، بدنه دستگاه باید قادر به تحمل این گرما باشد. اگر فنها یا سیستمهای خنککننده درست کار نکنند، الکترودهای لامپها سریعتر از حد معمول خراب خواهند شد.
این یک تعادل دشوار است؛ شما در فرآیند تولید صرفهجویی میکنید، اما باید تلاش بیشتری برای مدیریت گرما در اطراف دستگاه انجام دهید. با این حال، این هزینه برای رهایی از سرب و مواد شیمیایی، ارزشمند است.