Почему мы отказываемся от использования систем принудительной конвекции воздуха в чистых комнатах
Большинство производств полупроводников по-прежнему используют печи с принудительной конвекцией воздуха. Это старый способ: сначала нагревается воздух, а затем ожидается, что этот воздух нагреет деталь. Проблема в том, что это занимает много времени. Кроме того, в чистых комнатах перемещение больших объемов воздуха фактически приглашает пыль „на вечеринку“. Чем больше воздуха движется, тем выше риск попадания частиц на поверхность кремния. Поэтому мы перешли на использование инфракрасных обогревателей. Мы вообще не используем воздух для нагрева.
Цена ожидания
Системы принудительной конвекции работают медленно. Нужно ждать, пока вся камера печи достигнет нужной температуры, а затем еще ждать, пока тепло распространится по всей детали. Это очень медленно.
Инфракрасные обогреватели работают иначе: они используют электромагнитное излучение для передачи энергии непосредственно в деталь. Не нужно ждать, пока воздух нагреется, ведь воздух здесь не имеет значения.
Самые значительные преимущества видны при процессах сушки и удаления газов. С помощью инфракрасных обогревателей время подготовки деталей можно сократить на 60–80%. Для менеджера завода это огромный плюс — можно обрабатывать больше пластин в час, не увеличивая размеры помещения.
Это не волшебство (есть свои недостатки)
Инфракрасные обогреватели не являются идеальным решением для всех случаев. Поскольку излучение доходит до поверхности первым, может возникнуть проблема с неравномерным нагревом — снаружи деталь уже нагрелась, а внутри она все еще холодная. Чтобы избежать этого, необходимо правильно выбирать длину волны излучения. Коротковолновое излучение отлично подходит для быстрого нагрева, но если нужно нагреть материал глубже, требуется средневолновое излучение. Все зависит от того, какой материал вы используете.
Еще одной проблемой является сильное нагревание. Если использовать инфракрасные обогреватели в старой печи, необходимо тщательно следить за системами охлаждения. Если радиаторы охлаждения имеют неправильные размеры, высокая интенсивность излучения может повредить саму конструкцию печи.
Как это работает
Хорошая новость заключается в том, что переход на инфракрасные обогреватели обычно происходит довольно просто. Достаточно извлечь вентиляторы, удалить старые элементы и установить инфракрасные лампы.
Немедленным преимуществом является отсутствие шума и вибраций. Меньше воздуха в помещении означает более чистую среду для деталей. Детали готовятся быстрее, а пластины остаются чище. Это просто лучший способ работы.