Neden vakum sistemlerinde sıcak hava yerine kızılötesi ısıtıcılar kullanıyoruz?
Eğer yarı iletken üretimi alanında çalışıyorsanız bu durumu biliyorsunuzdur. Isıya ihtiyaç var ve bu ısının hızlı bir şekilde elde edilmesi gerekiyor. Uzun süre boyunca zorlanarak hava dolaşımını kullandık; ancak burada ciddi bir sorun vardı: Vakum ortamında sıcak hava üflenemez. Üfülecek hiçbir şey yoktur.
Bu yüzden vakuma uygun kızılötesi ısıtıcılar kullanmaya başladık. Bu, sadece ısı sağlamanın farklı bir yolu değil; aynı zamanda zaman kazanmanın da bir yoludur.
Zaman her zaman önemlidir…
Sıcak hava yavaştır. Havanın ısınması, ardından odanın duvarlarının ısınması ve sonunda wafer’in ısınması gerekiyor. Bu süreç oldukça uzun sürer.
Kızılötesi ısıtıcılar ise farklıdır. Fotonlar kullanılır; bunlar ışık hızında hareket eder ve hedefe ulaştığında hemen ısı üretilir. Böylece hazırlık süresi birkaç dakikadan sadece birkaç saniyeye düşer. Eğer tesisiniz 7/24 çalışıyorsa, bu tasarruf edilen saniyeler büyük bir verimlilik artışı sağlar.
Bu işlem o kadar basit değil…
Rastgele bir kızılötesi lambayı vakum odasına yerleştiremezsiniz. Bu durum her şeyi mahveder. Standart lambalar “gaz salar”; yani temiz ortama kirli maddeler sızdırır.
Bunu engellemek için özel kuvars kaplamalar ve conta kullanılır. Hatta filamanlar bile farklıdır. Orada oksijen olmadığı için standart filamanlar yanamaz; bu yüzden malzemelerin özellikleri özel olarak seçilmelidir.
Zorluklar…
Kızılötesi ısıtıcılar hızlıdır, ancak yönlüdür. Sıcak hava bir parçanın etrafını sararken, kızılötesi ısısı sadece “görebildiği” yerleri ısıtır. Eğer parçanızın şekli garipse veya karmaşık geometrisi varsa, soğuk noktalar oluşur. Lambaların nerede yer alacağına ve yansıtıcıların nasıl ayarlanacağına dikkat etmek gerekir. Aksi takdirde kenarlar çok ısınırken merkez hala soğuk kalır.
Bir tavsiye…
Bu ısıtıcıları sağlam bir PID kontrol cihazı ve piyrometre ile birlikte kullanın. Daha fazla zaman kazanmak için gücü artırmak cazip gelebilir; ancak dikkatli olun. Fazla güç uygularsanız kuvars malzemeler zarar görebilir veya substrat bozulabilir. Soğutma sistemine de dikkat edin. Wafer’in ısınmasını istersiniz, ancak vakum sisteminin geri kalan kısmının yanmasını istemezsiniz. Denge her şeydir.