Stop de glasfragmenten: Bescherm je wafers tegen kapotte buizen
In een semiconductiefapparaat met hoge belasting is een kapotte infraroodlamp niet alleen een probleem dat leidt tot stilstand van het apparaat. Het is een echte nachtmerrie.
Wanneer een kwartzbuis kapotgaat, stopt deze niet alleen met werken – er komen ook kleine stukjes glas en chemische stoffen op het oppervlak van de wafer terecht. Het wordt dan een grote chaos. Daarom bouwen we onze verhitters zo dat dit risico van tevoren wordt voorkomen.
Waarom buizen eigenlijk kapotgaan
Meestal komt het door thermische spanningen. Als je de lamp tot zijn maximale vermogen laat werken, wordt het midden van de buis extreem heet, terwijl de uiteinden koeler blijven. Deze temperatuurverschillen zorgen voor mechanische spanningen binnen de buis.
Om dit te voorkomen, gebruiken we kwarts van hoge zuiverheid. Dit materiaal zwelt of krimpt nauwelijks, zodat de buis stabiel blijft, zelfs wanneer er snel heette wordt geproduceerd.
Ook de uiteinden van de buis worden goed beschermd. Slecht geïnstalleerde afsluitingen zijn meestal de eerste die kapotgaan onder druk. We hebben de geometrie van deze afsluitingen zo aangepast dat ze sterker zijn, zodat je je geen zorgen hoeft te maken over een explosie onder zware belasting.
De veiligheidsmaatregelen
Accidenten gebeuren nu eenmaal. Zelfs de beste buizen kunnen defect raken.
Daarom gebruiken we een beschermend omhulsel rondom de verhitter. Denk erbij aan een soort ‘verzekering’. Als de lamp kapotgaat en de buis barst, vangt het omhulsel de brokstukken op. Je wafers blijven schoon en het proces kan doorgaan.
De nadelen
Er is echter één nadeel: het gebruik van zo’n beschermend omhulsel zorgt voor wat meer thermische weerstand. Hierdoor wordt minder infraroodlicht doorgegeven vergeleken met een lamp zonder omhulsel.
Je moet misschien je instellingen aanpassen of de tijd die nodig is om de lamp op temperatuur te brengen, verlengen. Het is een kleine prijs om een hele batch van 12-inch wafers te redden.
Een laatste tip: Gebruik hiervoor een precisie-PID-besturingssysteem. Stel de spanning niet gewoon op een hoog niveau om het vuur door het omhulsel te dwingen – dat zal alleen maar schade toebrengen aan de filamenten. Houd de spanning constant, dan zal je apparatuur veel langer meegaan.