Почему мы отказываемся от использования горячего воздуха в процессе полупроводниковой обработки
Подумайте о принципе работы горячего воздуха: сначала нагревается воздух, а затем этот воздух нагревает деталь. Это своего рода посредническая система. В процессах глубокой обработки полупроводников такой «посредник» становится препятствием для эффективной обработки.
Мы видим это постоянно в процессе сушки: воздух должен проникнуть через слой воздуха, находящийся непосредственно над поверхностью детали. Этот процесс занимает много времени. Это медленный и неэффективный способ обработки. Честно говоря, это раздражает, когда приходится ждать.
Инфракрасное излучение обходит эту проблему. Вместо того чтобы ждать, пока воздух нагреется, излучатели направляют энергию непосредственно на деталь. Это более эффективный способ. Но поскольку инфракрасное излучение имеет высокую интенсивность, нельзя просто настроить все и забыть об этом. Здесь на помощь приходят цифровые контроллеры инфракрасного излучения. Они используют метод PID для поддержания стабильности температуры, чтобы избежать перегрева детали.
Настоящая выгода — время.
С использованием горячего воздуха приходится ждать. Если меняются параметры обработки, приходится ждать, пока вся камера нагреется. Это пустая трата времени.
С инфракрасным излучением все иначе: можно достичь нужной температуры за считанные секунды. Для производства это означает возможность обработки большего количества пластин без необходимости увеличения площади помещения. Энергия направляется именно туда, где она нужна — на саму деталь, а не тратится впустую на воздух вокруг нее.
Но есть один нюанс: нельзя просто заменить обогреватель и забыть обо всем. Инфракрасное излучение создает большое количество тепла в небольшом объеме. Поверхность детали сразу нагревается, но ее ядро может оставаться прохладным. Поэтому нужен контроллер, который может регулировать температуру поэтапно, чтобы сохранить баланс.
Еще один совет: обращайте внимание на систему охлаждения. Если она слабая, внезапный выброс тепла может нанести ущерб чувствительным компонентам. Я всегда рекомендую использовать систему с закрытым циклом управления и пирометром с быстрой реакцией. Это позволяет поддерживать температуру поверхности в пределах ±1°C, что делает процесс обработки более эффективным.
Большинство высокоточных производств уже переходят на цифровое управление с использованием инфракрасного излучения. Это логично — больше нет необходимости нагревать огромные объемы воздуха без всякой причины. Просто настраиваете все параметры, и время обработки значительно сокращается.