Stoppen met wachten op je verwarmingsapparaten: waarom IR beter is dan geforceerde luchtcirculatie bij het verwerken van wafers
Als je al eens bezig bent geweest met de diepverwerking van halfgeleiders, weet je hoe frustrerend het kan zijn om te moeten wachten.
De meesten van ons zijn gewend aan geforceerde luchtcirculatie: je blaast hete lucht over een oppervlak en hoopt dat dit voldoende is. Maar het probleem is dat dit proces langzaam verloopt. Je moet wachten tot de lucht heet wordt, en daarna nog eens wachten tot de warmte echt in het silicium doordringt. Het is net alsof je moet wachten tot verf is opgedroogd, terwijl de productietijd doorloopt.
Het geheim zit in het vermijden van deze tussenstap.
Bij IR-verwarming maken we geen gebruik van lucht. We gebruiken elektromagnetische straling om rechtstreeks het oppervlak van de wafer te verwarmen. Dit gebeurt met de snelheid van het licht. Je hoeft niet te wachten tot de kamer ‘opwarmt’. Zodra je de schakelaar indrukt, neemt de wafer de energie onmiddellijk op.
Voor ingenieurs is dit een enorme vooruitgang. Als je oude systeem tien minuten nodig heeft om te stabiliseren, kan een preciseringssysteem dit meestal al in seconden doen. Dat is veel tijd die je terugkrijgt in je dagelijkse werkwijze.
Het behouden van een constante temperatuur
Natuurlijk is snelheid eng als je deze niet kunt controleren. Niemand wil dat er een batch wordt beschadigd door een plotselinge temperatuurstijging.
Daarom gebruiken we IR-sensoren om continu toezicht te houden op de temperatuur. Het systeem monitort de oppervlaktemperatuur in real-time en past de sterkte van de straling aan. Hierdoor blijft de temperatuur constant. In deze branche kan een verschil van 5 graden alles verpesten. Het hebben van zo’n veiligheidsnetwerk is dus erg fijn.
En als bonus? Je hebt meer ruimte over. Je hoeft die grote blowers en alle leidingen weg te gooien – ze nemen vaak de helft van de ruimte in beslag.
Het nadeel
Het is natuurlijk geen magie. IR heeft één nadeel: het is richtingsgebonden. Hete lucht omhult een object als een deken, maar IR werkt alleen in één richting. Als je wafer een complexe vorm heeft of als je met meerdere lagen te maken hebt, kunnen er koude plekken ontstaan.
Je moet goed nadenken over waar de lampen moeten staan en hoe de reflectoren moeten worden gericht. Als de alignment niet goed is, zal de wafer vervormen. Het vereist wat meer planning, maar zodra je de juiste configuratie hebt gevonden, is de snelheid het waard.