Как правильно регулировать температуру при использовании инфракрасных полупроводниковых нагревателей
Если мы действительно хотим добиться целей углеродной нейтральности в производстве чипов, нам необходимо прекратить использование огромных печей с резистивным нагревом. Это бесполезно. Лучше использовать системы с инфракрасными лампами — таким образом тепло передается непосредственно на пластины.
Но есть одна проблема: инфракрасные лампы работают очень быстро. Чтобы избежать ситуаций, когда температура выходит за пределы допустимых значений, необходимо использовать термопары или пирометры, способные быстро реагировать на изменения температуры без потери точности измерений.
Цикл обратной связи
В этой схеме термопара является не просто термометром. Она выполняет функцию «страховки» от списания бракованных пластин. Обычно мы используем датчики высокого качества типа K или N. Почему? Потому что они могут справляться с резкими изменениями температуры, возникающими под действием инфракрасных ламп. Если датчик будет работать медленно, температура может превысить допустимые значения. В результате профиль допанта будет нарушен, а кремний станет бесполезным. Мы стремимся к времени реакции в миллисекундах, чтобы сохранить точность измерений.
Борьба с перегревом и отклонениями
Внутри оборудования для обработки полупроводников царят экстремальные условия: высокая температура и вакуум. Чтобы провода не сгорели, мы используем кабели с минеральной изоляцией, обмотанные инконелем или нержавеющей сталью. Но есть ещё одна проблема — отклонения в показаниях датчика со временем. Это кажется незначительным, но если отклонение составит даже 2°C, это может испортить всю партию продукции. Это серьезная проблема. Поэтому мы рекомендуем проводить калибровку каждые 500 часов работы оборудования. Так можно избежать проблем заранее.
Компромиссы
Использование таких систем в рамках стратегии углеродной нейтральности сопряжено с определенными проблемами — в основном с электромагнитными помехами от источников питания ламп. Если не использовать экранированные кабели, показания датчика будут искажаться. Всегда нужно искать компромисс: высокочувствительные датчики дают точные данные, но они крайне чувствительны к внешним воздействиям. Если вы используете оборудование с высокой скоростью работы, убедитесь, что крепления датчиков достаточно прочны. Иначе вибрации могут разрушить датчики.