Het juiste warmtestatuur bereiken in een Smart Fab
Als je vandaag de dag een Smart Fab bouwt, moet je opnieuw nadenken over hoe je omgaat met hitte. De oude manieren van werken werken niet meer. Voor het verwerken van wafers maken we gebruik van infraroodsystemen. Deze systemen zijn essentieel om thermische energie op te vangen en de temperatuur precies onder controle te houden.
De “Goldilocks-zone”
Het vinden van de juiste afstand tussen de infrarood-emitter en de wafer is een soort kunst. Als je ze te dicht bij elkaar plaatst, ontstaan er hete punten. Die kleine temperatuurstijgingen kunnen de wafer al na enkele seconden beschadigen. Maar als je ze te ver uit elkaar plaatst, verspil je energie door de muren van de kamer op te warmen in plaats van het product.
We gebruiken meestal de golflengte om dit vast te stellen. Korte golven zijn ideaal wanneer je snel warmte wilt overbrengen. Middellange golven zijn beter wanneer je wilt dat het oppervlak stabiel blijft. Het gaat erom de vermogenssterkte van de lamp af te stemmen op die afstand, zodat de temperatuur overal op de wafer gelijk is.
Stoppen met gissen, gaan met meten
Industrie 4.0 draait niet om de verwarmingsapparaten zelf, maar om de gegevens. Moderne infraroodsystemen kunnen gemakkelijk worden geïntegreerd in PLC-netwerken. We gebruiken een gesloten lus waarbij pyrometeringen in real-time de oppervlakte van de wafer in de gaten houden en de vermogenssterkte aanpassen.
Geen handmatige instellingen meer. Geen geriskeer meer over of de temperatuur goed is. Je krijgt immers een duidelijke temperatuurkaart voor elke batch. Dat is een grote opluchting.
De trade-offs
Hoge dichtheidse infraroodarrays zijn erg snel. Dat is geweldig als je hoge productiedoelstellingen wilt halen. Maar er is ook een nadeel: al die hitte veroorzaakt veel druk op het koelsysteem. Als je koelapparaat niet sterk genoeg is om de overtollige hitte weg te halen, zal de temperatuur beginnen te schommelen.
Ik raad altijd aan om het koelsysteem met ongeveer 15% te krachtiger te maken. Dit geeft je een veiligheidsmarge wanneer de temperatuur in de fabriek schommelt. Op deze manier blijft alles stabiel, zelfs wanneer de fabriek 24/7 draait.