Как правильно обеспечить нагрев в вакууме: использование инфракрасных обогревателей
При работе с полупроводниковыми пластинами последнее, чего хочется, — это чтобы какая-то пылинка или чужеродная молекула испортила всю партию продукции. Но нагрев все равно необходим. Проблема в том, что в вакууме невозможно просто подать горячий воздух — ведь там нет воздуха.
Вот здесь и пригождаются инфракрасные обогреватели, разработанные для работы в вакууме. Вместо того чтобы нагревать окружающую среду, мы направляем излучаемую энергию прямо на цель. Этот способ эффективен, прост в использовании и не нарушает условия вакуума.
Физика процесса (без сложных формул)
Поскольку нельзя полагаться на конвекцию, излучение становится единственным инструментом для нагрева. Обычно используются инфракрасные лампы с короткими волнами. Почему? Потому что они быстрее проникают через материалы по сравнению с лампами с длинными волнами.
При выборе таких ламп мы учитываем плотность мощности. Мы используем кварцевые элементы высокой мощности, которые позволяют достичь нужной температуры за считанные секунды.
Это очень быстро. И это меняет все в контексте времени обработки. Когда не нужно ждать, пока все нагреется, требуется меньше энергии на обработку каждой пластины. Все просто.
Особенности использования: материалы и выделение газов
Здесь нельзя использовать обычные лампы. Стандартное стекло в вакууме может разрушиться под действием нагрузки или начать выделять примеси, что негативно сказывается на качестве продукции.
Мы используем высокочистый синтетический кварц. Также используются вольфрамовые нити, чтобы лампы не разрушались во время быстрого нагрева и охлаждения. Даже уплотнения и соединители должны быть рассчитаны на работу в вакууме. Один маленький утечки может повлечь за собой снижение давления в камере, а это значит потерю дорогостоящего оборудования.
Но есть еще одна важная проблема — нагрев корпуса лампы. Поскольку в вакууме нет воздуха, который мог бы уносить тепло от корпуса лампы, он начинает нагреваться. Если система охлаждения не справляется со своей задачей, это может привести к повреждению уплотнений в камере. Это серьезная проблема, которую стоит избегать.
Сокращение расходов на энергию
Большинство старых установок используют нагрев с помощью резистивных печей. Это означает, что необходимо нагревать огромный кусок инертной стали только для того, чтобы нагреть пластину. Это огромная трата энергии.
Используя инфракрасные обогреватели, мы нагреваем только то, что действительно нужно. Мы игнорируем остальную часть камеры и сосредотачиваемся исключительно на пластине. Меньшая тепловая масса означает меньшие расходы на энергию за одну партию продукции. Это простой способ сделать производство более экологичным, не жертвуя при этом качеством продукции.