Waarom infraroodverwarming beter is dan hete lucht (en waar het niet werkt)
Laten we het hebben over de vertraging die optreedt bij het gebruik van hete lucht. Als je hete lucht gebruikt, moet je eigenlijk wachten tot de lucht de wafer heeft opgewarmd. Het is een proces met veel vertragingen. In de halfgeleiderfabricage is deze vertraging zeer storend: het vertraagt alles en verminderd de productiecapaciteit.
Daarom kiezen we steeds meer voor infraroodverwarming. Hierdoor hoeft er geen tussenstap te zijn. Infraroodstraling bereikt het doel rechtstreeks, zonder vertraging. Geen wachten, geen onnodige complicaties.
Het verschil in snelheid is enorm.
Denk maar aan een conventionele oven: deze heeft een grote thermische inertie. Als je de temperatuur wijzigt, moet je wachten tot de hele luchtlading zich heeft aangepast. Dat is erg traag.
Infraroodlampen daarentegen bereiken hun doel al na enkele milliseconden. We combineren deze lampen met hoogprecisiethermocoppels die rechtstreeks in de heater zitten, zodat alles onder controle blijft. Hierdoor kun je de temperatuur gemakkelijk opvoeren of verlagen, zonder dat er problemen ontstaan zoals bij conventionele ovens.
Maar je kunt geen lamp zomaar aansluiten en hopen op het beste resultaat.
Je hebt een feedbacksysteem nodig dat goed kan reageren. We gebruiken thermocoppels met zeer lage thermische massa. Waarom? Omdat als de sensor te groot is, deze trager reageert. Je kunt dan een lezing krijgen die 2 of 3 seconden achterloopt op de werkelijke situatie op het oppervlak van de wafer.
Op een hoge productiesnelheid maken een paar seconden al het verschil tussen een perfecte wafer en een beschadigd stuk materiaal. We plaatsen de sensoren zo dicht mogelijk bij het substraat, zodat het PID-systeem goed kan reageren.
Nu komt het probleem.
Infraroodverwarming is geen magische oplossing voor alles. Hoewel het erg snel is, kan het soms onstabiel zijn. Als de geometrie van de lamp niet perfect past bij de布局 van de wafer, ontstaan er ‘hot spots’.
Hete lucht is als een warme deken: het is gelijkmatig verdeeld. Infraroodstraling daarentegen is gericht. Je moet dus tijd besteden aan het afstellen van de kracht van de lamp en de afstand ertoe, zodat de warmte gelijkmatig wordt verspreid. En als je te weinig bescherming gebruikt, kunnen de omringende componenten beschadigen terwijl de wafer nog probeert op te warmen. Het vereist wat meer precisie, maar de snelheid die je ermee behaalt, is het waard.