Waarom we koelere lucht vervangen door infraroodverwarming in semiconductortransporteurs
Als je ervaring hebt met diepe verwerking van materialen, weet je wat voor lange wachttijden er gaan zitten. Het gebruik van koelere lucht is net alsof je een huis probeert op te warmen met een ruimtetemperatuurregelaar in de hal. Eerst wordt de lucht opgewarmd, daarna verwarmt die lucht de transporteur – en pas uiteindelijk worden de wafer’s op temperatuur gebracht. Het is een erg langzaam proces.
Infraroodverwarming werkt anders. Er wordt geen rekening gehouden met de lucht; de energie wordt rechtstreeks op het doelwit gericht. Het is snel. Echt heel snel.
In een schone ruimte is lucht juist een probleem. Om koelere lucht rond te laten stromen zonder dat er veel stofdeeltjes vrijkomen, hebben we enorme leidingen en eindeloze filters nodig. Dat is een behoorlijke last.
Met infraroodlampen hoeven we dit hele proces te vermijden. We gebruiken kortegolflampen of middengolflampen om energie rechtstreeks in het product te sturen. Je hoeft niet te wachten tot de ruimte op temperatuur is; je verwarmt direct de componenten zelf. Hierdoor kan de tijd die nodig is om alles klaar te maken met 60% tot 80% worden verkort. Dat is veel tijd die je kunt besparen per werkdag.
Maar het is niet zo simpel als alleen maar een heater vervangen. Je hebt hier te maken met hoge hitte-accumulatie. We gebruiken meestal kwartzkamers, omdat deze geen giftige stoffen afgeven – ze lekken dus geen vuil in de schone omgeving.
Het echte probleem is het beheren van de ‘schaduwen’. Omdat infraroodstraling in een rechte lijn gaat, ontstaan er koude plekken als de opstelling van de transporteurs de zichtlijn belemmert. Niemand wil immers een batch met wafer’s waarvan de helft perfect is en de andere helft nog te koel is. We lossen dit op door de lampen op een bepaalde manier te plaatsen. Op deze manier wordt de hitte goed verdeeld, zodat alles op de juiste temperatuur komt zonder dat het chassis van de transporteur beschadigt wordt.
Het beste van alles? Je hebt meer ruimte beschikbaar. Je kunt die omvangrijke blazers en warmtetoevoerapparaten weglaten. De totale oppervlakte neemt af.
Een tip voor de onderhoudskosten: infraroodlampen gaan niet eeuwig mee. Ze zijn niet zoals gewone verwarmingselementen die gewoon blijven werken tot ze kapotgaan. Deze lampen worden na verloop van tijd zwakker. Als je geen strikt vervangingsplan hebt, kunnen de temperaturen onstabiel worden. Je merkt dit eerst terug in de resultaten van de batches – er zijn inconsistenties die moeilijk te traceren zijn. Gebruik hiervoor goede PID-controllers om alles stabiel te houden. Dan is alles in orde.