Stop met wachten op de oven: waarom IR-verwarming beter is dan warme luchtcirculatie in een halfgeleiderfabriek
Als je nog steeds gebruikmaakt van warme luchtcirculatie om je wafers op te warmen, speel je eigenlijk een spelletje van wachten dat niet nodig is.
Denk na over hoe warme luchtcirculatie werkt. Je verwarmt eerst de lucht en wacht vervolgens tot die lucht het onderdeel heeft opgewarmd. Dat gaat langzaam. Er is een irritante vertraging, terwijl je gewoon moet wachten. In een halfgeleiderfabriek is die vertraging niets anders dan verspilde tijd en geld.
Het vermijden van overtollige elementen
IR-verwarming werkt op een andere manier. In plaats van de ruimte of de lucht op te warmen, wordt er elektromagnetische straling gebruikt om energie rechtstreeks naar het onderdeel te sturen.
Het is net alsof je een kamer opwarmt met een verwarmingsapparaat of dat je in het zonlicht staat. Je hoeft niet te wachten tot de kamer een bepaalde temperatuur heeft bereikt. Je draait gewoon een knop om, de fotonen raken het doelwit en het is klaar.
We hebben het hier over een verschil van minuten naar seconden. Een paar seconden lijken misschien niet veel, maar reken maar eens uit: als je 30 seconden per cyclus kunt besparen bij 1.000 wafers, heb je al snel een paar extra uren productietijd per shift. Dat is een enorme winst.
Ruimte besparen (en rust)
Luchtsystemen zijn omslachtig. Er zijn ventilatoren, leidingen en grote geïsoleerde boxen nodig om te voorkomen dat de warmte overal naartoe loopt. Dit neemt veel te veel ruimte in beslag.
IR-lampen daarentegen zijn piepklein. Ze kunnen gemakkelijk worden geplaatst in de verwerkingslijn. Bovendien is dit milieuvriendelijker. Je verspilt geen energie door de hele ruimte rondom de machine op te warmen – je verwarmt alleen het onderdeel zelf.
De nadelen
Ik zal je niet vertellen dat dit een magisch oplossing is, want dat is het niet. IR-verwarming is snel, maar het is directioneel. Warme luchtcirculatie omhult het onderdeel als een deken. IR-verwarming werkt eerder als een zaklamp. Als je wafer iets scheef staat of als de lamp niet precies op de juiste plek staat, ontstaan er koude plekken.
Je moet goed opletten met de reflectoren en sensoren, zodat de warmte gelijkmatig over het hele oppervlak wordt verdeeld. En nog een waarschuwing: omdat de warmte zo snel wordt gegenereerd, heb je een koelsysteem nodig dat dit kan bijhouden. Als je deze plotselinge temperatuurstijgingen niet aankan, kunnen je onderdelen beschadigen.
Maar als je de alignment goed hebt ingesteld? Dan is het een compleet andere wereld.