Stop met tijdverspilling wachten tot je wafers op temperatuur zijn
Als je ooit tijd hebt doorgebracht in een halfgeleiderfabriek, ken je de frustratie van het ‘wachten’.
De grootste belemmering bij het verwerken van halfgeleiders is meestal niet het proces zelf – het gaat om het opwarmen en afkoelen. Traditionele luchtverwarming werkt gewoon erg traag. Je blaast hete lucht door de ruimte, in de hoop dat de wafer voldoende warmte krijgt om het proces te kunnen uitvoeren. Het is langzaam en inefficiënt.
Er is ook IR-verwarming. In plaats van eerst de lucht op te warmen, stuurt IR elektromagnetische straling rechtstreeks naar het substraat. Het is een geheel nieuwe manier van omgaan met energie.
Waarom het werkt
Lucht is een slechte warmtegeleider. Bij gebruik van een systeem met luchtverwarming verspil je veel energie aan het opwarmen van de lege ruimte in de kamer. IR vermijdt deze extra stap: de energie bereikt direct het oppervlak van de wafer. De opwarmtijd is dan ook enorm snel. Hierdoor kun je veel meer wafers per uur verwerken. Het is net alsof je een kamer opwarmt met een ruimteverwarmer, vergeleken met het gevoel van de zon op je huid op een koude dag.
De nadelen
IR heeft ook nadelen. Omdat het zo krachtig is, is het gemakkelijk om de gewenste temperatuur te overschrijden. Als je sensoren goedkoop of onnauwkeurig zijn, kan dit leiden tot oververhitting van de wafers.
Om dit te voorkomen, gebruiken we een gesloten circulatieysteem. Hierdoor kan het systeem de temperatuur in real-time meten en de stroomsterkte aanpassen. Dit is veel efficiënter dan die ouderwetse convectiekachels die alleen maar hitte produceren.
De realiteit
Voordat je je oude apparatuur vervangt, moet je bedenken dat IR geen magisch oplossing is. Het leidt tot hoge hittegraden. Hoewel je productietijd korter wordt, moet je hardware meer stress verdragen. Je vacuümsluitingen en pakkingen zullen onder druk komen te staan door de snelle temperatuurswisselingen. Zorg ervoor dat je sluitingen bestand zijn tegen deze belastingen.
Maar als je wilt groeien? Dan is IR een goede optie. De afmetingen van dit apparaat zijn relatief klein vergeleken met die enorme luchtverwarmingstoestellen. Je kunt je wafers veel sneller verwerken, zonder dat het silicium beschadigt wordt.