Správné využití infračerveného zahřívání a senzorů v továrnách na výrobu polovodičů
V současnosti existuje velký tlak na to, aby polovodičové zařízení byla co nejvíce uhlíkově neutrální. Abychom toho dosáhli, opouštíme staré metody odporového zahřívání a místo toho využíváme krátkovlnné infračervené záření.
Velkou výhodou je to, že můžeme působit přímo na povrch desky. Už není potřeba zahřívat celou komoru jen proto, abychom dosáhli správné teploty desky. Tím se eliminuje spousta zbytečného tepla a snižují se náklady na elektřinu.
Podrobnosti o zahřívání
V zařízeních na zpracování desek jde všechno o hustotu tepla. Používáme halogenové infračervené lampy – jsou totiž extrémně rychlé. Dokážou zvýšit teplotu rychleji než jakákoli jiná lampa.
Ale rychlost může být nebezpečná. Pokud tyto lampy neprotvoříte s přesnými senzory, můžete překročit požadovanou teplotu. V této oblasti není nadměrné zahřátí jen plýtváním energií – je to také způsob, jak zničit drahou desku.
Potíže s senzory
Když pracujete ve vakuu, nemůžete se spoléhat pouze na teplotu vzduchu – to nefunguje. Místo toho používáme bezkontaktní pyrometry, které sledují emisivitu desky. Tyto senzory komunikují s zdrojem napájení, který poté v reálném čase upravuje výkon lampy.
Pokud senzory selžou nebo mají špatné parametry, vzniknou teplotní gradienty. To znamená, že některá místa na desce budou teplejší než ostatní, což vede k nerovnoměrnému leptání nebo nanášení látek. To rozhodně není ideální.
Kompromisy
Přechod na infračervené záření je skvělý způsob, jak dosáhnout cílů „zelené továrny“. Shrneme dobu nahřívání a získáme větší efekt z energie, kterou spotřebováváme.
Ale není to nic zadarmo. Vysoce intenzivní infračervené lampy vytvářejí obrovské množství tepla. Musíte tedy pečlivě navrhnout systémy chlazení. Pokud chlazení nestačí, pouzdro lampy se poškodí a křemíková obálka se příliš rychle opotřebuje. Nakonec jediný způsob, jak zabránit zbytečné spotřebě energie, je zajistit perfektní kalibraci senzorů.