
让洁净室中的热处理过程真正“智能化”
如果想要将半导体制造厂引入工业4.0时代,你就會发现,仅仅安装一些复杂的软件远远不够。还需要具备能够与数据良好配合的硬件。
问题在于:传统的对流式加热方式效率太低,而且操作起来也很繁琐。在洁净室中,依赖空气来传递热量是一种风险很高的做法,因为它会破坏层流状态,还可能引入污染物。
因此,我们更倾向于使用高效的红外线加热系统。这类系统通过直接辐射来传递热量,无需空气介质,操作简单,风险也更低。
实时控制的神奇之处
所谓的“智能工厂”,其实就是能够有效利用数据的工厂。由于红外线加热系统可以几乎立即做出反应,因此非常适合用于此类应用。当这些系统与带有PID控制功能的PLC相连后,一切都会发生变化。你不再需要凭猜测来操作,而是可以实时查看温度变化情况。实际上,功率调节可以在几毫秒内完成。
相比之下,电阻式加热器则存在明显的温度滞后现象。而使用红外线加热器的话,晶圆的温度控制会更加精准,从而减少在关键工艺阶段出现废品的情况。这无疑是一种巨大的优势。
节省空间
洁净室的占地面积极为宝贵,每一寸空间都值得珍惜。红外线加热器能在极小的空间内产生大量热量。如果使用短波红外线加热器,还可以将热源置于距离基底更远的位置,而不会损失太多能量。这样,传感器和机械臂就有更多的空间来发挥作用了。
现实中的挑战(权衡因素)
当然,也不是所有事情都很理想。高密度的红外线加热系统耗电量很大。如果你打算使用高功率的加热系统,那么就必须确保电力供应足够稳定,否则就会导致断电情况频繁发生。此外,还有废热的问题。虽然红外线加热是定向的,但设备本身仍然会变热。如果空调系统的冷却能力不足以应对这种额外的热量,那么环境温度就会上升,一切又回到了起点。
不过,一旦解决了这些问题,你就不必再担心如何控制加热器了。相反,你可以随时记录下每一个热处理循环的情况,并将其保存在数据中。