Почему инфракрасное нагревание лучше, чем нагрев горячим воздухом в производстве полупроводников
Если вы работали в сфере обработки полупроводников, вы знаете, насколько раздражает необходимость ожидания. В частности, ожидание того момента, когда объекты нагреются.
Долгое время мы использовали системы нагрева с применением горячего воздуха. Но есть проблема: воздух является лишь посредником. Вы нагреваете воздух, который, в свою очередь, нагревает стенки камеры, а затем и саму пластину. Этот процесс медленный и неэффективный.
Когда же используется вакуум, этот посредник исчезает. Нет воздуха, который можно было бы нагревать. Поэтому мы используем инфракрасные лампы для направленной передачи энергии прямо на поверхность пластины. Никакого ожидания, никаких задержек.
«Последствия потери времени»
Традиционные системы нагрева с применением горячего воздуха имеют большую тепловую инерцию. Это похоже на попытку нагреть бассейн с помощью фенка — вы тратите много времени на подготовку окружающей среды. Такая потеря времени снижает производительность во время запуска и охлаждения процесса.
Инфракрасные нагреватели избегают этой проблемы. Фотоны достигают цели мгновенно.
В процессах быстрого термической обработки это особенно важно. Мы можем сократить время запуска процесса с минут до секунд. Теперь вам не нужно ждать, пока вентилятор или теплообменник справятся со своей задачей. Вы можете сразу начать работу.
Проблемы при использовании
Нельзя просто поместить лампу в вакуумную камеру и считать, что все готово. Необходимо учитывать процесс выделения газов. Если уплотнения камеры не рассчитаны на работу в вакууме или кварцевые корпуса не являются специализированными, контаминанты могут попасть на поверхность пластины. Это настоящий кошмар.
Еще одной проблемой является баланс мощности. Лампы с высокой мощностью действительно эффективны, но если лампа находится слишком близко к пластине, возникают «горячие точки». Необходимо правильно подобрать фокусное расстояние и тепловую массу пластины. Если слишком много энергии будет передано на тонкую пластину слишком быстро, это может привести к деформации или тепловому удару.
Преимущества инфракрасных нагревателей
Одним из преимуществ инфракрасных нагревателей является отсутствие необходимости в массивных воздуховодах. Они занимают гораздо меньше места. К тому же их можно настроить так, чтобы температура была разной в разных областях пластины.
Но нужно помнить о системе охлаждения. Поскольку стенки камеры поглощают радиацию, необходимо использовать систему, способную справиться с этой нагрузкой. Иначе вакуумные насосы могут перегреться.