Dlaczego przechodzimy na ogrzewanie promieniami podczerwonymi do obróbki płytek krzemowych
Wszyscy mówią teraz o neutralności węglowej, a w świecie półprzewodników to oznacza, że musimy przemyśleć sposób ogrzewania elementów. Stary sposób – używanie dużych pieców rezystancyjnych – polega w istocie na ogrzewaniu całego pomieszczenia tylko po to, by podgrzać jedną kromkę pizzy. To straty energii.
Dlatego przechodzimy na ogrzewanie promieniami podczerwonymi. Zamiast ogrzewać całą komorę, skupiamy ciepło dokładnie tam, gdzie jest potrzebne – na płytkach krzemowych.
Precyzyjne kontrolowanie temperatury
Oto jak to właściwie działa. Używamy lamp kwarcowych o dużej mocy, które emitują krótkofalowe promieniowanie prosto na podłoże. Jest to niezwykle szybkie – temperatura może wzrosnąć w ciągu kilku sekund. Dzięki temu urządzenie nie zużywa tyle energii.
Ale szybkość ma też swoje minusy. Jeśli nie monitorujesz temperatury co milisekundę, możesz przekroczyć ustalone wartości. A w tym biznesie przekroczenie tych wartości oznacza zniszczenie całej partii płytek krzemowych.
Aby temu zapobiec, korzystamy z termometrów bezdotykowych. One pełnią rolę „oczu”, które nieustannie kontrolują temperaturę na powierzchni płytek. Jeśli czujnik nie nadąża, mamy problemy.
Trudności związane z sprzętem
Nie można po prostu włożyć lampy do maszyny i mieć spokój. Odległość pomiędzy lampą a płytką krzemową jest kluczowa. Jeśli jest ona nieprawidłowa, rozkład ciepła będzie nierównomierny, co skutkuje powstaniem „gorących punktów”, które niszczą efektywność procesu. Używamy nawet specjalnych powłok na lampach, aby uzyskać dokładny widmo promieniowania, które jest nam potrzebne.
Ponadto istnieje problem z nadmiernym nagrzewaniem lamp. Ich końce mogą stać się niebezpiecznie gorące. Jeśli układ chłodzenia nie jest dobrze zaprojektowany lub przepływ wody zostanie przerwany na chwilę, lampecy mogą zostać uszkodzone. To ciągła walka pomiędzy dążeniem do maksymalnej efektywności a koniecznością uniknięcia uszkodzeń sprzętu.
Osiągnięcie celów związanych z ochroną środowiska
Gdy ludzie mówią o „zielonych fabrykach”, zwykle chodzi o reklamowe słowa. Ale tutaj matematyka jest dosyć prosta. Tradycyjne piece zużywają dużo energii, bo muszą pozostawać w wysokiej temperaturze przez godziny, nawet gdy nic nie robią. Systemy oparte na promieniach podczerwonych działają inaczej – włączają się i wyłączają niemal natychmiast. Mniej czasu bezczynności oznacza mniejsze zużycie energii na jeden element. To prosty sens – zamiast grzać powietrze wokół płytki, lepiej ogrzać samą płytkę. W ten sposób elementy przechodzą przez linię produkcji szybciej, a rachunki za energię zmniejszają się.