Інфрачервоне нагрівання проти циркуляції гарячого повітря в чистих кімнатах для обробки напівпровідників
При виборі печі для чистих кімнат, призначеної для глибокої обробки напівпровідників, необхідно вирішити, чи використовувати систему примусової конвекції повітря, чи інфрачервоне нагрівання. Система примусової конвекції спирається на межовий шар повітря, який нагрівається, а потім нагріває сам елемент. Цей процес є повільним. Інфрачервоне нагрівання уникає цього посередника – енергія передається безпосередньо до елемента через електромагнітне випромінювання.
Фізика часу
У виробництві напівпровідників „час“ є найбільшою перешкодою. Печі з примусовою конвекцією потребують тривалого часу для нагріву всієї камери. Енергія витрачається на нагрів стін та повітря. Інфрачервоні нагрівачі досягають робочої температури за кілька секунд. Це значно скорочує час підготовки. Оскільки тепло направлене безпосередньо на елемент, термічна інерція всієї печі не впливає на час обробки.
Точність та контроль забруднень
Чисті кімнати не люблять турбулентності. Системи примусової конвекції потребують вентиляторів високої швидкості для усунення „холодних зон“. Ці вентилятори створюють потоки повітря, які можуть спричинити появу забруднень. Інфрачервоні нагрівачі є стаціонарними; відсутність вентиляторів означає відсутність переміщення частинок. Таким чином створюється стабільне теплове середовище без ризику появи забруднень на поверхні напівпровідників.
Інженерні компроміси
Інфрачервоне нагрівання не є ідеальним рішенням. Це технологія, яка потребує прямого видимого зв’язку між джерелом тепла та елементом. Якщо елементи розташовані один на одному чи мають складну геометрію з глибокими заглибинами, можуть виникнути „холодні зони“, куди не може досягти випромінювання. У таких випадках необхідно використовувати багатозонний контролер чи відбивачі для направлення енергії в ці зони. Крім того, висока щільність тепла може призвести до перегріву елемента, якщо параметри системи керування не налаштовані правильно. Для контролю температури необхідні термопари з швидкою реакцією.