ในห้องปฏิบัติการผลิตชิป ความแปรปรวนของอุณหภูมิระหว่างกระบวนการออกซิเดชันนั้นไม่ได้แสดงออกมาเพียงแค่ในรูปแบบของตัวเลขเท่านั้น แต่ยังส่งผลกระทบอย่างรุนแรงต่อประสิทธิภาพการผลิตด้วย หากมีจุดที่มีอุณหภูมิสูงถึง 2°C ก็อาจทำให้แรงดันไฟฟ้าเปลี่ยนแปลงไป และส่งผลให้การปรับแต่งค่าต่างๆ ที่ใช้เวลาหลายสัปดาห์นั้นสูญเปล่าไป เราจึงออกแบบองค์ประกอบที่ใช้ในการให้ความร้อนในกระบวนการออกซิเดชันขึ้นมา เพื่อลดความผันผวนดังกล่าว
สิ่งที่สำคัญทางเทคนิค
องค์ประกอบดังกล่าวทำจากควอตซ์ มีคุณสมบัติในการแผ่ความร้อนได้อย่างมีประสิทธิภาพ และสามารถปรับตัวได้อย่างรวดเร็วและมีความเสถียร ค่าความแปรปรวนของอุณหภูมิบนพื้นผิวชิปควรอยู่ที่ ±0.1°C และความสามารถในการทำซ้ำกระบวนการควรอยู่ที่น้อยกว่า 0.2°C ควรเลือกคลื่นความถี่สั้นหรือคลื่นความถี่กลางตามความต้องการด้านพลังงานที่มีอยู่ โดยสำหรับกรณีที่ต้องการให้เกิดการเพิ่มความร้อนอย่างรวดเร็ว ก็ควรเลือกคลื่นความถี่สั้น ส่วนกรณีที่ต้องการควบคุมอุณหภูมิอย่างเข้มงวด ก็ควรเลือกคลื่นความถี่กลาง
ตัวควอตซ์มีความสะอาดสูง ไม่มีการสร้างอนุภาคใดๆ และมีการปล่อยก๊าซออกมาน้อยมาก ดังนั้นจึงเหมาะสำหรับการใช้งานในห้องปฏิบัติการที่มีมาตรฐานความสะอาดระดับ Class 1–100 กำลังไฟฟ้าที่ใช้ก็ขึ้นอยู่กับรูปร่างของห้องปฏิบัติการ โดยมีตัวเลือกแรงดันไฟฟ้ามาตรฐาน และมีการออกแบบขั้วไฟฟ้าที่ช่วยให้สัญญาณควบคุมมีความเสถียร
เหตุใดองค์ประกอบนี้จึงเหมาะสำหรับการใช้งานจริง
ในเตาอบสำหรับกระบวนการออกซิเดชันและดิฟฟูชั่น องค์ประกอบนี้จะช่วยให้อุณหภูมิคงที่ได้อย่างรวดเร็ว ทำให้สามารถลดเวลาการอบได้โดยไม่ส่งผลต่อความหนาของชั้นฟิล์ม ซึ่งส่งผลให้ได้คุณภาพชิปที่ดีขึ้น มีข้อบกพร่องน้อยลง และลดปริมาณชิ้นงานที่เสียหายจากความเครียดด้วย
การใช้พลังงานก็ลดลง เพราะองค์ประกอบนี้จะให้ความร้อนตามความต้องการ และมีความเสถียรสูง ความน่าเชื่อถือขององค์ประกอบนี้ก็แสดงออกมาในรูปแบบของเวลาการทำงาน โดยอุปกรณ์นี้สามารถทำงานได้นานกว่า 5,000 ชั่วโมง โดยมีความเบี่ยงเบนของผลลัพธ์น้อยกว่า 5% ดังนั้นการบำรุงรักษาก็สามารถทำได้อย่างมีแบบแผน และเวลาที่อุปกรณ์หยุดทำงานก็จะน้อยลง
สิ่งที่จำเป็นต้องพิจารณาก่อนการติดตั้ง
สิ่งสำคัญคือการวางตำแหน่งขององค์ประกอบนี้ให้เหมาะสม ทั้งต่อห้องปฏิบัติการและต่ออุปกรณ์อื่นๆ หากการวางตำแหน่งไม่เหมาะสม ก็จะทำให้เกิดความแปรปรวนของอุณหภูมิ องค์ประกอบนี้สามารถใช้งานกับอินเตอร์เฟซมาตรฐานของเตาอบได้ แต่ก็ยังจำเป็นต้องตรวจสอบความสามารถในการถ่ายเทความร้อนกับวัสดุของห้องปฏิบัติการและการจัดวางอุปกรณ์ด้วย
ควรมีการทดลองใช้งานเป็นเวลาสั้นๆ เพื่อปรับแต่งค่าต่างๆ ให้เหมาะสม อาจต้องมีการปรับแต่งค่า PID ในช่วงแรก แต่เมื่อปรับเสร็จแล้ว กระบวนการก็จะมีความเสถียร