تنظیم دقیق دما در سیستمهای گرمایشی نیمههادی به روش مادون قرمز
اگر واقعاً میخواهیم به اهداف بیکربنی در تولید تراشهها دست یابیم، باید از استفاده از فرهای مقاومتی برای گرم کردن کل اتاقکهای بزرگ خودداری کنیم؛ زیرا این کار باعث هدررفت منابع میشود. استفاده از سیستمهای لامپ مادون قرمز راه حل مناسبی است؛ زیرا این لامپها مستقیماً روی ویفرها تأثیر میگذارند.
اما مشکل اینجاست: لامپهای مادون قرمز سرعت بالایی دارند؛ برای جلوگیری از افزایش ناگهانی دما، به یک ترموکوپل یا پیرومتر نیاز داریم که بتواند با این افزایشات سریع دما کنار بیاید بدون اینکه عملکردش مختل شود.
چرخه بازخورد
در این سیستم، ترموکوپل صرفاً یک دماسنج نیست؛ در واقع، این دستگاه نقش بیمهنامهای برای جلوگیری از از بین رفتن ویفرها را دارد. ما معمولاً از حسگرهای با کیفیت بالای نوع K یا N استفاده میکنیم؛ زیرا این حسگرها میتوانند با شدت بالای تغییرات دمایی مقابله کنند. اگر حسگر شما کند عمل کند، دمای مورد نظر را رد خواهد کرد؛ در این صورت، کیفیت سیلیکون کاهش یافته و بیفایده خواهد شد. ما سعی میکنیم زمان پاسخگویی حسگرها را در حد میلیثانیه نگه داریم تا چرخه PID دقیق و قابل پیشبینی باشد.
مقابله با گرما و اختلالات دمایی
فضای داخلی دستگاههای نیمههادی برای سختافزارها واقعاً چالشبرانگیز است؛ زیرا در آنجا چگالی گرما بالا و وضعیت خلأ نیز وجود دارد. برای جلوگیری از سوختن سیمها، از کابلهای عایقدار استفاده میکنیم؛ اما مشکل دیگری نیز وجود دارد: اختلالات دمایی. این اختلالات باعث کاهش دقت اندازهگیریها میشوند. اگر حسگر شما حتی ۲ درجه سانتیگراد اختلاف داشته باشد، میتواند کل محصولات تولید شده را از بین ببرد. این مشکلی است که نمیخواهیم با آن روبرو شویم؛ برای همین پیشنهاد میکنیم هر ۵۰۰ ساعت کاری، حسگرها را بررسی کنیم.
تعادل بین امکانات مختلف
استفاده از این سیستم در یک سیستم بیکربنی، مشکلات خاص خود را دارد؛ مهمترین مشکل، اختلالات الکترومغناطیسی ناشی از منابع تغذیه لامپهاست. اگر از کابلهای عایقدار استفاده نکنید، اختلالاتی در اندازهگیریها ایجاد خواهد شد. همچنین، همیشه باید تعادلی بین دقت اندازهگیری و مقاومت سختافزارها وجود داشته باشد. اگر از سیستمهایی با تراکم بالا استفاده میکنید، حتماً مطمئن شوید که محل نصب حسگرها بسیار محکم باشد؛ در غیر این صورت، لرزشها میتوانند حسگرها را از بین ببرند.