Vandamál með hitajafnvægi skothylkishitara í upphitun hálfleiðara obláta Chuck

Vandamál með hitajafnvægi skothylkishitara í upphitun hálfleiðara obláta Chuck

Jafnvel þegar föstu hitastigið er stöðugt, skapa minniháttar hitastigsbreytingar milli obláta chucks falið afraksturstap í mörgum hálfleiðara framleiðslustöðvum. Hylkishitari fyrir hálfleiðara oblátu chuck er í miðju þessa hitastjórnunarkerfis og þessar litlu hitabreytingar stafa oft af illa hönnuðum upphitunaríhlutum. Stöðug hitauppstreymi frá hylkishitara er nauðsynleg fyrir skúffuframleiðslu þar sem jafnvel nokkrar gráður sveiflur í yfirborðshita skífunnar geta valdið ó-jafnri álagi á kísilundirlagið, brenglað steinþynningarmynstur og breytt útfellingarhraða þunnrar filmu.

Reynsla á vettvangi bendir til þess að aflþéttleiki sé enn mikilvægasta viðmiðunin fyrir jafnvægi á einsleitni hitastigs og hitasvörun í hylkishitara. Áreiðanlegasta varmasniðið fyrir hylkishitara sem notaðir eru við upphitun á oblátu chuck er veitt af 5–7 W/cm² aflþéttleikaglugganum. Þessi fjölskylda af skothylkihitara kemur í veg fyrir bráða heita bletti sem valda staðbundnu hitaálagi á uppsettum diskum og dreifir hita jafnt yfir alla hitunarlengdina. Það tekur mun lengri tíma fyrir oblátuhleðsluna að ná æskilegu hitastigi og hitasvörunin hægist umtalsvert ef rörlykjuhitarinn virkar á minna en 5 W/cm². Þetta eykur hringrásartíma og minnkar afköst. Heitt svæði myndast meðfram slíðrinu þegar samþjappað hitamyndun skothylkisins fer yfir 7 W/cm². Þetta veldur ójafnri hitaflutningi í spennuna og versnar einsleitni obláta.

Dreifð upphitunarflokkur fyrir vinnslu hálfleiðaraskífunnar er búin til í raunverulegu spennusamstæðunni með því að fella margar hylkishitaraeiningar inn í spennuhlutann. Til að koma í veg fyrir að einhver einn hitaþáttur yfirgnæfi nálægar einingar, verður hver skothylkihitari að viðhalda samsvarandi aflþéttleika. MgO þjöppun með mikilli-hreinleika og nákvæmt stillt viðnámsvír umbúðir eru notaðar í hálfleiðurum-hylkjahitara til að tryggja stöðuga hitaafköst yfir allt hitunarsvæðið. Fyrir hreinherbergisstillingar þar sem örsmáar mengunaragnir geta eyðilagt heilar skúffulotur, eru slíðurefni eins og Incoloy 800 valin til að standast oxun og losun agna við tíð hitastig.

Fjöldi gagnlegra ábendinga styðja stöðugt hitastig einsleitni skothylkisins. Hönnun hvers skothylkishitara og dreifing aflþéttleika um spennuna eru staðfest með varmalíkönum fyrir vinnslu spennu. Hitaflutningur er hámarkaður þegar gatið á milli hylkishitarans og chuck líkamans passar rétt; of laus passun veldur loftgapi sem einangrar hita og of mikil truflun eykur hættuna á að slíður klofni við varmaþenslu. Áður en augljósir oblátagallar koma fram, er rekavirkni skothylkishitarans greind með reglubundinni varmakortlagningu á oblátu chuckinu. Til að viðhalda heildarhitajafnvægi spennukerfisins ætti að skipta strax um hvaða hitahylki sem sýnir afl frávik.

Hitajafnleiki obláta chucks er beint ákvörðuð af samsvarandi skipulagi skothylkishitarans og stöðugu aflþéttleika. Vandlega hannað 5–7 W/cm² aflþéttleikasvið skothylkishitarans tryggir áreiðanlega notkun og veitir stöðugt varmaumhverfi sem þarf til vinnslu obláta. Til að styðja við stöðuga framleiðslu á-hálfleiðara oblátum með mikilli afköstum er hægt að sérsníða hitauppsetningu skothylkishitara og lagfæringar á færibreytum til að mæta ýmsum spennustærðum og vinnsluuppskriftum.