IR-verwarming versus hete lucht: waarom het verschil belangrijk is voor waferverwerking
Als je overweegt om de hete luchtverwarming te vervangen door infraroodverwarming in je diepe verwerkingsproces, dan kies je niet zomaar voor een nieuwe verwarmingsbron. Je verdrijft daarmee ook die storende ‘thermische vertraging’ die alles vertraagt.
Het wachten
Stel je eens voor hoe geforceerde luchtcirculatie werkt: eerst moet de lucht worden opgewarmd, daarna moeten de wanden van de ruimte opwarmen, en pas daarna bereikt de warmte de wafer. Het is een traag proces.
Bij infraroodverwarming is dat anders. Hier wordt elektromagnetische straling gebruikt, zodat de fotonen rechtstreeks op het oppervlak van de wafer terechtkomen. Het gaat dus snel – echt heel snel. Het duurt slechts seconden voordat de gewenste temperatuur is bereikt, in plaats van minuten. In een fabriek waar veel wordt geproduceerd, zijn deze verloren minuten geen kleinigheid: ze hebben een grote invloed op de productiekwaliteit.
Het vinden van het optimale punt
Hier wordt het lastig: de afstand tussen de lamp en de wafer. Als de lamp te dichtbij staat, ontstaan er hete plekken op de wafer, of er kan zelfs schade aan de wafer optreden. Als de lamp te ver weg staat, raak je die krachtige hitte kwijt, waardoor infraroodverwarming minder effectief wordt.
Meestal bepalen we dit door te kijken naar de benodigde vermogenssterkte per vierkante centimeter. Maar het goede nieuws is dat je met infraroodverwarming de hitte precies kunt sturen. Je kunt de hoogte van de lamp aanpassen of reflectoren gebruiken om ervoor te zorgen dat de hitte gelijkmatig over de hele wafer wordt verdeeld.
De nadelen
Infraroodverwarming is echter intensief. Je kunt hem niet zomaar aansluiten en ergens anders heen gaan voor een kop koffie. Omdat de hitte zo sterk is, heb je een nauwkeurige PID-regeling en sensoren nodig die onmiddellijk reageren. Anders raak je je doeltemperatuur voorbij. En als je koelsysteem niet kan omgaan met plotselinge temperatuurschommelingen wanneer de stroom uitvalt, kan dat tot grote schade aan de wafer leiden.
Toch zijn de voordelen enorm. Je hebt minder ruimte nodig voor de verwarming, en de cyclustijden zijn veel korter. Voor iedereen die de snelheid van zijn verwerkingslijn wil verbeteren, is dit zeker de beste optie.