Прекратите ждать, пока разогреется духовка: почему инфракрасное нагревание превосходит другие методы в процессах полупроводниковой обработки
Если вы до сих пор используете обычный воздушный поток для глубокой обработки полупроводников, вы фактически платите „налог на время“ каждый день.
Подумайте о том, как работает обычный воздушный поток: сначала нагревается воздух, а затем он должен нагреть саму пластину. Это медленный процесс – есть задержка в передаче тепла. Это как пытаться согреть комнату с помощью обогревателя, расположенного в другом конце комнаты.
Инфракрасное нагревание исключает необходимость использования посредника. Оно использует электромагнитное излучение для непосредственной передачи энергии на поверхность пластины. Нет необходимости ждать, пока воздух нагреется.
Разница в скорости нагрева просто огромная. При использовании горячего воздуха приходится бороться с тепловым инертным слоем. Чтобы изменить температуру большого объема воздуха, требуется много времени – обычно минуты. Но инфракрасные лампы достигают целевой температуры за считаные секунды.
Именно здесь проявляет себя преимущество метода быстрой термической обработки (RTP). Если требуется повышение температуры на 100°C в секунду, конвекция просто не справляется с этой задачей. Это физически невозможно. Инфракрасное нагревание делает это мгновенно.
Но есть и недостатки: когда процесс происходит так быстро, нужно быть очень осторожным. Инфракрасное излучение может привести к превышению целевой температуры. Здесь нельзя позволить себе быть „достаточно близко“ к цели. Необходимы высокочувствительные термопары – обычно типа K или платиново-родиевые – и они должны находиться прямо на поверхности пластины.
Датчики также должны быть компактными. Если датчик слишком большой, он создает свою собственную задержку. К тому времени, когда контроллер понимает, что температура выросла, пластина уже повреждена.
Но это не совсем волшебство. Есть и компромиссы. Инфракрасное излучение имеет направленный характер. В то время как обычный воздушный поток равномерно нагревает всю комнату, инфракрасное излучение может создавать „горячие точки“, если расположение ламп неправильно. Необходимо тщательно планировать расположение ламп.
Кроме того, есть проблема с нагрузкой на систему охлаждения. Высокомощные инфракрасные лампы выделяют огромное количество энергии. Если система охлаждения не справляется с этой нагрузкой, электроника может быть повреждена.
Тем не менее, для тех, кто хочет ускорить обработку большего количества пластин, это отличное решение. Процесс, который раньше занимал 20 минут, теперь может быть выполнен за 30 секунд.