Waarom we voor IR-verwarming kiezen in plaats van conventionele luchtopwarmingsmethoden bij het verwerken van wafers
Als je ervaring hebt met de verwerking van halfgeleiders, weet je hoe frustrerend het kan zijn om te moeten wachten. In dit geval moet men wachten tot de wafer de juiste temperatuur heeft bereikt, door gebruik te maken van hete lucht.
Het probleem is dat conventionele luchtopwarmingsmethoden erg langzaam werken. Er wordt gewoon hete lucht rondgeblazen, in de hoop dat deze efficiënt op de wafer overgedragen wordt. Dit zorgt voor een storende vertraging in het proces.
IR-verwarming daarentegen maakt gebruik van elektromagnetische straling om rechtstreeks op de wafer in te werken. Het is alsof je je handen probeert op te warmen door ze in een warme bries te houden, vergeleken met het staan vlak voor een kampvuur.
De snelheid is hierbij cruciaal. Lucht is een slecht geleider van warmte. Als je een ventilator gebruikt, moet je wachten tot de lucht opwarmt, en daarna nog eens wachten tot die warmte echt in de wafer doordringt. Met IR-lampen bereikt de energie de oppervlakte bijna onmiddellijk.
Hierdoor kunnen de tijd die nodig is om de wafer op de juiste temperatuur te brengen, worden verkort van minuten naar seconden. Wanneer je een fabriek 24/7 draait, maken deze besparingen zich snel geldig. Je kunt meer wafers verwerken, zonder dat je extra ruimte of nieuwe machines nodig hebt.
Bovendien is de controle met IR-verwarming veel beter. We gebruiken IR-sensoren om de temperatuur in real-time in de gaten te houden. Oude thermocouplers werken traag en vereisen fysiek contact met het materiaal. IR-sensoren meten de emissiviteit van het oppervlak. Als er iets niet klopt, kun je de stroomsterkte gemakkelijk aanpassen.
Dit voorkomt dat de randen van de wafer beschadigen, terwijl het midden nog lauw is.
Maar het is geen eenvoudige oplossing. IR-verwarming genereert enorm veel warmte. Deze hoge temperatuur kan schadelijk zijn voor je apparatuur. Als je koelsysteem niet sterk genoeg is, kan dat tot problemen leiden. Je kunt dan schade aan de wafer of de sensoren oplopen.
Je moet eerst goed nadenken over je koelsysteem voordat je overstapt op IR-verwarming.
Toch wordt dit momenteel gebruikt in productielijnen waar veel wafers verwerkt moeten worden. Je geeft de eenvoud van een ventilator op in ruil voor maximale snelheid. En in deze branche is snelheid alles.