Het stoppen van de bottleneck: IR versus warme lucht voor het drogen van wafers
Als je ooit in een halfgeleiderfabriek hebt gewerkt, weet je dat het tijdens het spoelen is dat alles vaak trager gaat. Het drogen van die wafers is een enorme uitdaging.
De meeste fabrieken maken nog steeds gebruik van warme lucht. We zien dit overal. Maar hier is het probleem: je probeert eigenlijk een hele ruimte vol lucht op te warmen, alleen maar om wat vocht van het oppervlak van de wafers te halen. Je moet veel lucht verplaatsen en wachten tot deze goed circuleert… Het is een tijdrovend proces.
De vertraging is het grote probleem.
Warmte wordt verspreid door convectie – oftewel: wachten tot de warmte zich heeft verspreid. In productielijnen met hoge productiesnelheden is deze vertraging zonde van het geld.
Infraroodlampen werken anders. Ze hebben geen last van de lucht; ze sturen energie rechtstreeks naar de watermoleculen op het oppervlak van de wafers. Het is effectiever en sneller.
Maar je kunt niet zomaar elke lamp gebruiken. Omdat het om spoelstations gaat, moet je rekening houden met spatten en hoge luchtvochtigheid. Als je een standaardlamp gebruikt, zullen de contactpunten na een paar weken gaan roesten. Je hebt dus waterdichte infraroodlampen nodig, met kwartsomhulsels die vocht tegenhouden.
Het is echter niet magisch.
Infraroodstralen raken het doelwit onmiddellijk, waardoor de verwerkingstijd korter wordt en de productiesnelheid toeneemt. Maar je moet wel voorzichtig zijn. Hoge intensiteit kan leiden tot lokale oververhitting. Als de lampen op de verkeerde plek staan of als de sterkte van de lampen te hoog is, kan dit schade toebrengen aan de wafers. Je kunt niet zomaar een blazer vervangen door een lamp. Je moet de afstand en de sterkte van de lampen goed instellen, zodat de ondergrond niet beschadigt wordt.
In de praktijk
Veel bedrijven kiezen ervoor om over te stappen op infraroodlampen wanneer ze hun productielijnen upgraden. Dat heeft goede redenen: het bespaart veel ruimte. Je hoeft geen grote blowers of complexe leidingen meer te gebruiken. Je plaatst de lampen op de juiste plekken, stelt de tijdsinstellingen in en plotseling wordt de droogtijd korter. Let erop dat je koelsysteem de extra hitte kan verwerken; anders wordt het in je fabriek net een sauna.