Fırınınızı beklemeyi bırakın: Yarı iletken işlemlerinde neden IR ısıtma daha avantajlıdır?
Eğer hâlâ yarı iletkenlerin derin işlenmesi için zorlanmış hava kullanıyorsanız, aslında her gün bir tür “zaman vergisi” ödemek zorundasınız.
Zorlanmış havanın nasıl çalıştığını düşünün: Havanın sıcaklatılması gerekiyor ve ardından bu havanın wafer’i ısıtmasını umuyorsunuz. Bu oldukça verimsiz bir süreçtir. Bir gecikme oluyor; bu durum, koridordaki bir ısıtıcıyla bir odayı ısıtmaya çalışmak gibi bir şeydir.
IR ısıtma ise bu aracıyı ortadan kaldırır. Elektromanyetik radyasyon kullanarak enerjiyi doğrudan substrata aktarır. Havayın ısınmasını beklemeye gerek yoktur.
Hız farkı inanılmazdır.
Sıcak hava kullanıldığında termal ataletle mücadele etmek gerekiyor. Büyük bir hava hacminin sıcaklığını değiştirmek çok uzun sürer – genellikle dakikalar alır. Ama IR lambaları mı? Onlar saniyeler içinde hedefe ulaşır.
İşte burada Hızlı Termal İşleme (RTP) teknolojisinin avantajları ortaya çıkıyor. Eğer işlemde saniyede 100°C’lik bir sıcaklık artışı gerekiyorsa, konveksiyon yöntemi bu hızla yetişemez. Bu fiziksel olarak imkansızdır. IR ise bunu anında başarır.
Ancak burada dikkat edilmesi gereken bir nokta var: İşlemler bu kadar hızlı ilerlediğinde dikkatli olmak gerekiyor.
IR ısıtma o kadar güçlüdür ki, hedef sıcaklığı aşmak kolaydır. Burada “yeterince yakın” olmak yeterli değildir. Yüksek hızlı termokupllara ihtiyaç vardır – genellikle K-tipi veya Platin-Rodyum tipi olanlar – ve bunların wafer yüzeyine doğrudan temas etmesi gerekmektedir.
Sensörlerin küçük olması gerekiyor. Eğer sensör çok büyükse, kendi gecikmesini oluşturur. Kontrol cihazı sıcaklığın yükseldiğini fark ettiğinde, waferiniz zaten zarar görmüş olur.
Ancak bu tamamen sihirli bir çözüm değil. Bazı ticari dezavantajları da var.
IR ısıtma yönlü bir ısıtma yöntemidir. Zorlanmış hava odadaki sıcaklığı eşitlerken, IR ısıtma lambalarının düzgün şekilde yerleştirilmemesi durumunda “sıcak noktalar” oluşabilir. Alanların doğru şekilde planlanması gerekiyor.
Ayrıca ısı yükü de önemli bir sorundur. Yüksek güçlü IR lambaları büyük miktarda enerji üretir. Eğer soğutma sistemleri yetersizse, elektronik bileşenler zarar görebilir.
Yine de, daha fazla wafer’in işlenmesini isteyen herkes için bu çözüm mantıklıdır. 20 dakikalık bir işlem 30 saniyeye indirgenebilir.