Berhentilah menunggu oven bekerja: Mengapa pemanasan IR lebih unggul dalam proses semi-pengolahan semikonduktor
Jika Anda masih menggunakan udara panas untuk proses pengolahan semikonduktor yang kompleks, sebenarnya Anda sedang membayar “pajak waktu” setiap hari.
Coba pikirkan bagaimana cara kerja udara panas. Anda memanaskan udara terlebih dahulu, lalu berharap udara tersebut dapat memanaskan wafer. Proses ini sangat lambat. Ini sama saja dengan mencoba menghangatkan suatu ruangan menggunakan pemanas yang berada di ujung ruangan yang berlawanan.
Pemanasan IR menghilangkan kebutuhan akan udara sebagai perantara. Pemanasan IR menggunakan radiasi elektromagnetik untuk mentransfer energi langsung ke permukaan wafer. Tidak perlu menunggu udara panas tersebut merata ke seluruh permukaan wafer.
Perbedaan kecepatannya sangat signifikan.
Dengan udara panas, Anda harus melawan inersia termal. Butuh waktu yang lama untuk mengubah suhu udara dalam volume yang besar—biasanya beberapa menit. Namun, lampu IR mampu mencapai suhu target dalam hitungan detik saja.
Inilah keunggulan dari Rapid Thermal Processing (RTP). Jika proses pengolahan membutuhkan kenaikan suhu sebesar 100°C per detik, metode konveksi tidak akan mampu memenuhi persyaratan tersebut. Hal ini mustahil secara fisik. Namun, IR mampu melakukannya secara instan.
Namun, ada syaratnya: ketika proses berlangsung begitu cepat, Anda perlu berhati-hati. Karena IR memiliki efek pemanasan yang sangat kuat, mudah sekali melebihi suhu target yang diinginkan. Anda tidak boleh hanya “cukup dekat” saja. Anda membutuhkan sensor termokopel berkualitas tinggi—biasanya tipe K atau Platinum-Rhodium—and sensor tersebut harus diletakkan tepat di permukaan wafer.
Sensor tersebut juga harus ringan. Jika sensor terlalu besar, hal tersebut akan menyebabkan keterlambatan dalam mendeteksi perubahan suhu. Saat kontroler menyadari bahwa suhu telah melampaui batas yang ditentukan, wafer sudah rusak.
Tapi ini bukanlah solusi yang sempurna. Ada trade-off-nya.
IR bersifat direkstional. Sementara udara panas secara alami akan meratakan suhu di seluruh ruangan, IR bisa menyebabkan adanya “titik panas” jika susunan lampu IR tidak tepat. Anda perlu memperhatikan penempatan lampu IR dengan seksama.
Selain itu, ada masalah terkait beban panas. Lampu IR berdaya tinggi menghasilkan energi yang sangat besar. Jika sistem pendinginan tidak cukup kuat, komponen elektronik akan rusak.
Meskipun demikian, bagi mereka yang ingin memproses lebih banyak wafer dalam waktu singkat, ini merupakan solusi yang paling efektif. Proses yang biasanya membutuhkan waktu 20 menit kini dapat diselesaikan dalam 30 detik saja.