Припиніть чекати, поки працюватиме духовка: чому інфрачервоне нагрівання є кращим рішенням для напівпровідникової обробки
Якщо ви все ще використовуєте принцип примусового подачі повітря для глибокої обробки напівпровідників, фактично ви щодня платите „податок на час“.
Уявіть собі, як працює примусове нагрівання повітря. Спочатку нагрівається повітря, а потім сподіваємося, що це повітря нагріє пластину. Це складний процес – існує затримка. Це схоже на спробу нагріти кімнату за допомогою обігрівача, розташованого в іншому кінці кімнати.
Інфрачервоне нагрівання усуває цей проміжник. Воно використовує електромагнітне випромінювання для передачі енергії безпосередньо до поверхні пластини. Не потрібно чекати, поки повітря нагріється.
Різниця у швидкості нагрівання просто вражаюча. За допомогою гарячого повітря потрібно боротися з тепловою інерцією. Щоб змінити температуру великої кількості повітря, потрібно багато часу – зазвичай хвилини. Але інфрачервоні лампи можуть досягти потрібної температури за секунди.
Це саме те, що робить процес швидкої теплової обробки таким ефективним. Якщо процес вимагає збільшення температури на 100°C за секунду, конвекція просто не може встигнути. Це фізично неможливо. Інфрачервоне нагрівання ж дозволяє це зробити миттєво.
Але є один недолік: коли все відбувається так швидко, потрібно бути обережними. Оскільки інфрачервоне випромінювання є дуже потужним, легко перевищити необхідну температуру. Тут не можна задовольнятися „майже правильною“ температурою. Потрібні термопари високої швидкості – зазвичай типу K або платина-родій – і вони повинні знаходитися безпосередньо біля поверхні пластини.
Датчики також мають бути компактними. Якщо датчик занадто великий, він створює свою власну затримку. До того часу, як контролер усвідомить, що температура зросла, ваша пластина вже пошкоджена.
Але це не є чимось чарівним. Є певні компроміси. Інфрачервоне випромінювання є направленим. Хоча примусове повітря природним чином рівномірно розподіляє тепло по всій камері, інфрачервоне випромінювання може створити „гарячі точки“, якщо розташування ламп недостатньо точне. Потрібно ретельно планувати розташування ламп.
Крім того, є проблема навантаження на систему охолодження. Лампи високої потужності виробляють велику кількість енергії. Якщо система охолодження не справляється з цим, електроніка може пошкодитися.
Проте для тих, хто хоче обробляти більше пластин, це є очевидним рішенням. Це дозволяє скоротити час обробки з 20 хвилин до 30 секунд.