Prawidłowe stosowanie ogrzewania i czujników w technologii produkcji płytek krzemowych
Obecnie istnieje duży nacisk, by narzędzia używane w przemyśle półprzewodnikowym były bardziej neutralne pod względem emisji dwutlenku węgla. Aby to osiągnąć, rezygnujemy z tradycyjnego ogrzewania opartego na rezystorach i zamiast tego korzystamy z krótkofalowego promieniowania podczerwonego.
Zalety takiego rozwiązania
Główną zaletą jest możliwość bezpośredniego oddziaływania na powierzchnię płytki. Nie trzeba już nagrzewać całej komory, aby doprowadzić płytkę do odpowiedniej temperatury. Dzięki temu eliminuje się mnóstwo ciepła, co zmniejsza koszty energii.
Kwestie związane z ciepłem
W takich urządzeniach kluczowa jest gęstość ciepła. Korzystamy z lamp podczerwonych na bazie halogenu – są one niezwykle szybkie w dostarczaniu ciepła. Jednak szybkość może być niebezpieczna. Jeśli nie połączy się tych lamp z precyzyjnymi czujnikami, temperatura może przekroczyć wymagany poziom. W tym przypadku nadmierny rozgrzewanie nie tylko marnuje energię, ale też może doprowadzić do uszkodzenia drogiej płytki.
Problemy związane z czujnikami
W warunkach próżni nie można polegać wyłącznie na temperaturze powietrza. Zamiast tego używamy pyrometrów bezkontaktowych, które monitorują emisyjność płytki. Te czujniki łączą się z źródłem zasilania, które następnie reguluje moc lampy w czasie rzeczywistym. Jeśli czujniki działają niewłaściwie lub mają błędy w specyfikacjach, powstają gradienty temperatury. To oznacza, że niektóre obszary płytki są gorętsze od innych, co prowadzi do nierównomiernego efektu etchingu lub depozycji. To oczywiście nie jest idealne rozwiązanie.
Kompromisy
Przejście na technologię podczerwoną to doskonały sposób na osiągnięcie celów związanych z ekologiczną produkcją. Można tym samym skrócić czas nagrzewania i uzyskać lepsze efekty przy użyciu mniejszej ilości energii. Ale to nie jest rozwiązanie darmowe. Lampy podczerwone wytwarzają dużą ilość ciepła. Trzeba więc dobrze zaplanować system chłodzenia. Jeśli chłodzenie nie nadąża, obudowa lampy ulega uszkodzeniu, a szkło kwarcowe szybko się zużywa. Ostatecznie jedynym sposobem na uniknięcie nadmiernego zużycia energii jest dokładna kalibracja czujników.