Stop met het opwarmen van de lucht: een betere manier om wafers te drogen
We hebben de oude resistieve verwarmers in halfgeleiderfabrieken vervangen door digitale infrarode drogers. Waarom? Omdat het opwarmen van een hele ovenruimte alleen maar om één wafer te drogen een enorme energieverspilling is. Het is net alsof je je hele huis opwarmt alleen maar om een stuk brood te roosteren.
De warmte precies daar brengen waar hij nodig is
De meeste convectieovens besteden te veel tijd aan het opwarmen van de lucht. Onze IR-systemen veranderen dat. Ze gebruiken kortegolfradiatie om energie rechtstreeks naar het substraat te sturen.
We gebruiken een PID-gebaseerde digitale controller om de kracht in real-time aan te passen. Hierdoor verdwijnt dat vervelende ‘overshoot’-effect dat je bij analoge systemen hebt – waarbij de temperatuur blijft stijgen nadat je het gewenste niveau hebt bereikt. Als je ophoudt met het opwarmen van de lucht en in plaats daarvan het onderdeel zelf opwarmt, verdwijnt de opwarmtijd. Je CO2-uitstoot neemt af. Het is dus efficiënter.
De details van de controlecyclus
De bedrading moet goed worden aangesloten. We hebben het hier over hoge frequenties.
Je hebt een systeem nodig dat reageert op de thermocouple en de vermogenssterkte van de lamp in milliseconden kan aanpassen. Als de controller te traag is, zit je in de problemen. Dan brandt de wafer of blijft er vocht achter – beide situaties zijn niet wenselijk. Om alles soepel te laten verlopen, gebruiken we meestal SCRs. Dit zorgt voor een stabiele en voorspelbare energiedeling.
Het probleem: het beheersen van de warmte
Het probleem is dat hoge-dichtheid IR-array’s erg heet kunnen worden.
Ondanks dat je energie bespaart tijdens het droogproces, moeten de koelventilatoren extra hard werken om te voorkomen dat de elektronica beschadigd raakt. Als je het afvoersysteem verwaarloost, zal de omringende warmte de sensoren activeren en de hele lijn uitschakelen. Het is een compromis, maar dit kan gemakkelijk worden gemanaged als je er van tevoren rekening mee houdt.
Wat dit voor de fabriek betekent
Uiteindelijk draait het om de hoeveelheid kWh per wafer.
We zetten een trage, energie-intensieve proces om in een snelle en gerichte procedure. Voor iedereen die probeert zijn cleanroom te decarboniseren, is dit waarschijnlijk de snelste manier. Je kunt de wafers sneller verwerken, en je energiekosten nemen zelfs af. Het is dus een win-winsituatie.