Как правильно использовать инфракрасное нагревание и датчики в производстве полупроводниковых пластин
В настоящее время существует серьезная необходимость сделать оборудование для производства полупроводников более экологичным с точки зрения использования углерода. Для этого мы отказываемся от традиционных резистивных методов нагрева и переходим на использование инфракрасного излучения коротких волн.
Преимущество такого подхода заключается в том, что нагрев происходит непосредственно на поверхности пластины. Не нужно нагревать всю камеру лишь для того, чтобы довести температуру пластины до нужного уровня. Это значительно снижает количество отходящего тепла и сокращает расходы на электроэнергию.
Особенности нагрева
В оборудовании для обработки пластин ключевым фактором является плотность тепла. Мы используем лампы инфракрасного излучения на основе галогенов, поскольку они обеспечивают очень быстрый нагрев. Однако скорость нагрева может быть опасной. Если не использовать датчики с высокой точностью, можно превысить желаемую температуру. В данной сфере перегрев – это не только неэффективное использование энергии, но и причина порчи дорогих пластин.
Проблемы с датчиками
В вакуумных условиях нельзя полагаться только на температуру воздуха. Вместо этого мы используем контактные пирометры для контроля параметров излучения пластины. Эти датчики связаны с источником питания, который в реальном времени регулирует мощность лампы. Если датчики работают некорректно или имеют неправильные характеристики, возникают тепловые различия на поверхности пластины. Это приводит к неравномерной обработке поверхности пластины.
Компромиссы
Переход на использование инфракрасного излучения – отличный способ достижения целей «зеленого производства». Это позволяет сократить время нагрева и повысить эффективность использования энергии. Но это не бесплатно. Лампы с высокой интенсивностью излучения генерируют огромное количество тепла. Поэтому необходимо тщательно продумать систему охлаждения. Если система охлаждения не справляется, корпус лампы повреждается, а кварцевая оболочка быстро изнашивается. Единственный способ избежать избыточного расхода энергии – это обеспечить точную калибровку датчиков.