Як правильно контролювати температуру в системах інфрачервоного нагрівання в вакуумі
Під час виробництва напівпровідників потрібна величезна кількість тепла, але не можна допустити жодних забруднень на поверхні пластини. Звичайні резистивні нагрівачі тут не підходять.
Саме тому ми використовуємо інфрачервоні лампи, сумісні з умовами вакууму. Замість того, щоб використовувати якусь середу для передачі тепла, ці лампи передають енергію безпосередньо на об’єкт нагрівання через випромінювання. Це більш ефективний спосіб нагрівання. Крім того, це значно допомагає тим, хто намагається створити „зелений завод“ – адже не потрібно марнувати енергію на нагрівання тих елементів, які не потребують такої температури.
Як насправді працює фізика
У вакуумі конвекція відсутня. Лишається лише випромінювання. Ми використовуємо короткохвильове інфрачервоне випромінювання, оскільки воно швидше проникає крізь матеріали порівняно з довгохвильовим. Перевага цього полягає у тому, що енергія спрямовується безпосередньо на поверхню пластини. Не потрібно марнувати енергію на нагрівання всієї камери вакууму лише для того, щоб нагріти одну пластину. Це зменшує споживання електроенергії та підвищує ефективність процесу.
Але потрібно бути обережним з інтенсивністю нагрівання
Якщо використовувати лампи високої потужності у вакуумі без відповідного кварцового корпусу, їхні нитки швидко перегорять. Тож ми використовуємо кварц високої чистоти, щоб уникнути випаровування газів. Якщо цього не зробити, можна зіпсувати вакуумну упаковку та отримати забруднену силіконову пластину. Це точно не буде хорошим днем у робочому приміщенні.
Очищення приміщення
Якщо ви все ще використовуєте старі нагрівачі типу печей, ви знаєте, як складно чекати, поки камера нагріється. Це займає багато часу.
Перехід на інфрачервоні лампи змінює ситуацію. Температура досягається за кілька секунд. Це дуже швидко.
Це допомагає як планеті, так і вашим рахункам за електроенергію. По-перше, зменшується пік споживання енергії. По-друге, система охолодження не повинна працювати так наполегливо для охолодження приміщення.
Недоліки
Інфрачервоне нагрівання не є ідеальним рішенням. Через високу інтенсивність нагрівання можуть виникнути „гарячі точки“, якщо геометрія лампи не ідеально відповідає формі пластини. Для забезпечення однорідного нагрівання потрібен якісний контролер PID.
Ще одна порада: перевірте систему охолоджувальної води. Якщо вона не призначена для обробки випромінювання від лампи, це може пошкодити вакуумну упаковку. Необхідно правильно підібрати розташування лампи, щоб уникнути проблем.