Infračervené ohřevání versus cirkulace horkého vzduchu v čistých místnostech pro polovodiče
Při výběru trouby pro čisté místnosti určené k hluboké úpravě polovodičů se volba mezi konvekcí pomocí forced air a infračerveným ohřevem odvíjí od způsobu přenosu energie. Při použití horkého vzduchu se spoléháme na hraniční vrstvu substrátu – ten zahřívá vzduch, který potom zahřívá samotnou součástku. Tento proces je pomalý. Infračervený ohřev obejde tento prostředník – energii přenáší přímo na pracovní povrch prostřednictvím elektromagnetického záření.
Fyzika časových nákladů
V výrobě polovodičů je „časový náklad“ největší překážkou. Trouby s forced air vyžadují dlouhé období ohřevu, aby se naplnila celá komora. Plýtváte energií na ohřev stěn a vzduchu. Infračervené ohřívače dosahují provozní teploty během sekund. Díky tomu se výrazně zkracuje doba nastartování procesu. Jelikož je teplo cíleno přímo na danou oblast, tepelná setrvačnost celé trouby neovlivňuje dobu procesu.
Přesnost a kontrola kontaminace
Čisté místnosti nemají rády turbulentní proudění vzduchu. Systémy s forced air vyžadují vysokorychlostní ventilátory, aby se zabránilo vzniku chladných míst. Tyto ventilátory však způsobují pohyb částic a nestability v proudění vzduchu. Infračervené ohřívače jsou pevně umístěny – bez ventilátorů nedochází k pohybu částic. Máte tedy stabilní tepelné prostředí bez rizika přenesení kontaminantů na wafer.
Inženýrské kompromisy
Infračervené ohřevání není magické řešení. Jedná se o technologii, která funguje pouze v případě přímého viditelného spojení mezi zdrojem tepla a pracovním povrchem. Pokud jsou vaše součástky naskládané nebo mají složitou geometrii s hlubokými prohlubněmi, vzniknou chladná místa, kam záření nedosáhne. V takovém případě je potřeba použít vícezónový regulátor nebo reflexory, aby se energie dostala i do těchto oblastí. Navíc vysoká hustota tepla může způsobit, že substrát překročí svou cílovou teplotu, pokud není PID regulátor správně nastaven. Potřebujete tedy termočlánky s rychlou reakcí, aby se zabránilo poškození materiálu.