دستیابی به حداکثر گرما برای ویفرها
وقتی که در شرایط خلأ کار میکنید، با مشکلی روبرو میشوید: پدیده همرفت گرما وجود ندارد؛ یعنی هیچ هوایی برای انتقال گرما وجود ندارد. تنها راه، استفاده از تابش گرماست؛ اما این روش نیز دشوار است.
اگر قصد ساخت یک گرمکن مادون قرمز برای ویفرها را دارید، بزرگترین دشمن شما، نشت انرژی است. شما نمیخواهید که انرژی ارزشمندتان به دیوارههای محفظه منتقل شود؛ بلکه میخواهید که انرژی به خود ویفر برسد.
چرا از طلا استفاده میکنیم؟
شاید تمایل داشته باشید از آلومینیوم صیقلی یا فولاد ضدزنگ استفاده کنید؛ اما این کار درست نیست. این مواد، انرژی بسیار زیادی را جذب میکنند. ما به جای آن، از لایههای طلا با خلوص بالا استفاده میکنیم. چرا؟ چون طلا در طیف مادون قرمز عملکرد فوقالعادهای دارد؛ بیش از ۹۸٪ از تابش گرما را بازتاب میدهد. با پوشاندن عنصر گرمایشی با طلا، در واقع به گرما میگوییم: «به پمپهای خلأ یا بدنه دستگاه نرید؛ برگردید به ویفر».
این کار به این معناست که هر وات انرژی که خرج میکنید، واقعاً برای گرم کردن ویفر استفاده میشود.
تمرکز گرما
اما تنها بازتاب نور کافی نیست؛ ما میخواهیم گرما را در یک نقطه مشخص متمرکز کنیم. با خم کردن این لایه طلا، میتوانیم یک «منطقه گرم» ایجاد کنیم. این کار به شما کمک میکند تا سریعتر به دمای مورد نظر برسید؛ همچنین گرما در سراسر ویفر یکنواخت خواهد بود.
بهترین بخش این روش این است که میتوانید چگالی گرمای بالایی داشته باشید، بدون اینکه مجبور باشید ولتاژ را آنقدر بالا ببرید که فیلامنت دستگاه خراب شود.
معایب
مشکل اینجاست که طلا، گرچه عالی است، اما شکننده نیز هست. نمیتوانید از ابزارهای ساینده یا مواد شیمیایی برای تمیز کردن سطوح طلا استفاده کنید؛ چون این کار باعث پاک شدن لایه طلا میشود. وقتی این اتفاق بیفتد، کارایی دستگاه کاهش مییابد. همچنین، به دلیل تمرکز گرما، باید مراقب جرم حرارتی سطح ویفر نیز باشید؛ در غیر این صورت، نقاط گرم محلی ایجاد خواهد شد.
اگر قصد ساخت سیستمی برای فرآیندهای گرمایشی با توان بالا را دارید، استفاده از این سیستم طلاپوشیده، بهترین راه است. این روش باعث کاهش زمان لازم برای رسیدن به دمای مورد نظر میشود و از هدررفت انرژی جلوگیری میکند. یک نکته مهم: حتماً براکتهای متصل به دستگاه را بررسی کنید؛ نمیخواهید که هیچ ترکیب مکانیکی باعث ایجاد اصطکاک روی سطوح طلا شود.