Правильное нагревание в вакуумных инфракрасных системах
При производстве полупроводников необходимо огромное количество тепла, но при этом нельзя допустить загрязнения пластины. Обычные резистивные нагреватели здесь бесполезны.
Поэтому мы используем инфракрасные лампы, совместимые с вакуумом. Вместо использования какого-либо разделителя для передачи тепла, эти лампы передают энергию непосредственно на поверхность объекта через излучение. Это более эффективный способ нагрева. К тому же это большой плюс для тех, кто стремится создать «зеленый завод» – так можно избежать расходов энергии на то, что не требует нагрева.
Как это работает с точки зрения физики
В вакууме отсутствует конвекция; остается только излучение. Мы используем коротковолновое инфракрасное излучение, потому что оно проникает сквозь материалы гораздо быстрее, чем длинноволновое излучение. Преимущество заключается в том, что энергия направляется непосредственно на поверхность объекта. Не приходится тратить энергию на нагрев всей вакуумной камеры лишь для того, чтобы нагреть одну пластину. Это снижает потребление электроэнергии и повышает эффективность.
Но нужно быть осторожным с плотностью мощности. Если использовать лампы высокой мощности в вакууме без соответствующей защитной оболочки, нить плавится очень быстро. Мы используем кварц высокой чистоты, чтобы предотвратить выделение газов. В противном случае может быть нарушен вакуум, а это приведет к загрязнению кремния. Это certainly не хороший результат.
Очистка производственного помещения
Если вы все еще используете старые нагреватели, вы знаете, как трудно дождаться, пока камера нагреется. Это занимает много времени. Использование инфракрасных ламп меняет ситуацию – температура достигается за считанные секунды. Это помогает планете (и вашему счету за электроэнергию). Во-первых, снижается пиковая потребляемая мощность. Во-вторых, системе вентиляции не нужно так усердно работать для охлаждения помещения.
Недостатки
Инфракрасное нагревание не является идеальным решением. Из-за высокой интенсивности излучения могут появиться «горячие точки», если геометрия лампы не соответствует форме пластины. Необходим контроллер типа PID, чтобы сохранять равномерность температуры. Также важно проверить систему охлаждения – если она не рассчитана на работу с излучением, которое исходит от лампы, это может привести к порче вакуумного уплотнения. Нужно правильно подобрать расстояние между лампой и пластиной, иначе придется тратить время на замену уплотнителей.