การควบคุมอุณหภูมิในการใช้เทคโนโลยีอินฟราเรดสำหรับการทำความร้อนในชิปเซมิคอนดักเตอร์
หากเราอยากจะบรรลุเป้าหมายด้านคาร์บอนเนทรัลไอซ์ในกระบวนการผลิตชิปจริงๆ เราก็ต้องหยุดการใช้เตาทำความร้อนแบบปกติซึ่งต้องใช้พลังงานมากมาย นั่นเป็นการสิ้นเปลืองพลังงานโดยเปล่าประโยชน์ วิธีที่ดีกว่าคือการใช้ระบบหลอดไฟอินฟราเรด เพราะจะช่วยให้ความร้อนถูกส่งไปยังแผ่นสารกึ่งตัวนำได้โดยตรง
แต่ก็มีข้อเสียอยู่เหมือนกัน นั่นก็คืออินฟราเรดมีอัตราการส่งความร้อนที่รวดเร็วมาก ดังนั้นเพื่อไม่ให้อุณหภูมิสูงเกินไป เราจำเป็นต้องใช้เซ็นเซอร์อุณหภูมิที่สามารถติดตามอุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วได้ โดยไม่เกิดข้อผิดพลาด
วงจรการป้อนข้อมูลกลับ
ในระบบนี้ เซ็นเซอร์อุณหภูมิไม่ใช่เพียงเครื่องวัดอุณหภูมิเท่านั้น แต่ยังเป็น “ประกัน” ที่ช่วยป้องกันไม่ให้เกิดของเสียจากแผ่นสารกึ่งตัวนำอีกด้วย
โดยปกติเรามักเลือกใช้เซ็นเซอร์ประเภท Type K หรือ Type N เพราะเซ็นเซอร์เหล่านี้สามารถรับมือกับอัตราการเพิ่มอุณหภูมิที่รวดเร็วได้ หากเซ็นเซอร์มีประสิทธิภาพไม่ดี อุณหภูมิก็จะสูงเกินไป ซึ่งจะทำให้คุณภาพของชิปลดลง ดังนั้นเราจึงต้องการให้เซ็นเซอร์มีความสามารถในการตอบสนองได้ภายในเวลาไม่กี่มิลลิวินาที เพื่อให้วงจร PID สามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ
การรับมือกับความร้อนและความคลาดเคลื่อน
ภายในเครื่องมือสำหรับการผลิตเซมิคอนดักเตอร์นั้นมีสภาพที่ยากลำบากมาก ทั้งอุณหภูมิที่สูงมากและสภาพสุญญากาศ
เพื่อป้องกันไม่ให้สายไฟถูกเผาไหม้ เราจึงใช้สายไฟที่มีฉนวนหุ้ม ซึ่งทำจากวัสดุอย่าง Inconel หรือสแตนเลส แต่ก็ยังมีปัญหาอีกอย่างหนึ่ง นั่นก็คือ “ความคลาดเคลื่อน” ซึ่งเป็นการสูญเสียความแม่นยำของเซ็นเซอร์ตามกาลเวลา แม้ว่าจะดูเหมือนเป็นเรื่องเล็กน้อย แต่ถ้าเซ็นเซอร์มีความคลาดเคลื่อนเพียง 2°C ก็อาจทำให้ชิปทั้งชุดเสียหายได้ ดังนั้นเราจึงแนะนำให้มีการตรวจสอบเซ็นเซอร์ทุกๆ 500 ชั่วโมงของการใช้งาน เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดปัญหา
ข้อเสียของการใช้เทคโนโลยีอินฟราเรด
การนำเทคโนโลยีอินฟราเรดมาใช้ในระบบที่มีเป้าหมายด้านคาร์บอนเนทรัลไอซ์นั้นมีข้อเสียอยู่บ้าง โดยเฉพาะปัญหาเรื่องสัญญาณรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าจากแหล่งจ่ายไฟของหลอดไฟ หากไม่ใช้สายไฟที่มีฉนวนหุ้ม ก็จะมีสัญญาณรบกวนที่ทำให้ข้อมูลที่ได้ไม่แม่นยำ
และอีกอย่างก็คือ ย่อมมีการแลกเปลี่ยนกันเสมอ การใช้เซ็นเซอร์ที่มีความไวสูงจะทำให้ได้ข้อมูลที่ดี แต่ก็มีความเสี่ยงที่เซ็นเซอร์จะเสียหายได้ง่าย ดังนั้นหากคุณใช้เครื่องมือที่มีการทำงานอย่างต่อเนื่อง ก็ควรให้แน่ใจว่าตัวยึดเซ็นเซอร์มีความแข็งแรงมากพอ มิฉะนั้นแล้ว แรงสั่นสะเทือนก็อาจทำให้เซ็นเซอร์เสียหายได้