Stop met tijd verspillen: Waarom IR-verwarming beter is dan geforceerde luchtcirculatie voor waferverwerking
Als je nog steeds gebruikmaakt van geforceerde luchtcirculatie voor de diepe verwerking van semiconductoren, wacht je eigenlijk alleen maar tot de lucht het zware werk kan doen.
Denk er eens over na: bij geforceerde luchtcirculatie moet de lucht eerst heet worden, voordat deze de warmte naar de wafer kan overdragen. Het is een tussenliggend proces dat tijd kost.
IR-verwarming vermijdt dit tussenliggende proces. Hierbij wordt elektromagnetische straling gebruikt om rechtstreeks de oppervlakte van de wafer te verwarmen. Geen wachten, geen vertraging – alleen maar warmte.
De echte voordelen zijn de snelheid en efficiëntie.
In een convectieoven moet je vechten tegen de thermische massa van de lucht. Dit proces is traag; het duurt eeuwen om de gewenste temperatuur te bereiken, en nog langer om af te koelen. IR-lampen daarentegen bereiken de gewenste temperatuur gelijkmatig en snel.
We hebben het hier over seconden, niet minuten. Als je dit over alle batches toepast, bespaar je enorm veel tijd.
Maar er is één probleem: de afstand tussen de IR-emitter en de wafer. Als de lampen te dicht zijn geplaatst, ontstaan er hete plekken of verbrande randen. Te ver weg? Dan mis je juist die snelle opwarmtijd die IR-verwarming zo nuttig maakt.
Ik raad aan om te kijken naar de golflengte. Kortegolven dringen dieper in het materiaal door, terwijl middelgolven het beste werken als je alleen de oppervlakte wilt verwarmen.
Het is natuurlijk niet magisch. IR-verwarming kan ongelijkmatig werken. Als je wafer uit verschillende materialen bestaat of verschillende diktes heeft, zul je temperatureverschillen zien.
Om te voorkomen dat alles uit de hand loopt, moet je een PID-controller en snelle thermocouplers gebruiken. Zonder deze riskeer je dat de temperatuur te hoog wordt. En nog een tip: zorg ervoor dat je koelsysteem in staat is om de snelle warmteafvoer aan te kunnen, anders zal de temperatuur in de chamber te hoog worden.