Примена патронских грејача у опреми за полупроводничку вакуумску обраду

Посао са полупроводницима има веома високе стандарде за то колико је обрада чиста и прецизна, а обрада у вакууму је важан део производње полупроводника (на пример, жарење плочица, распршивање, јеткање и паковање). Систем грејања је најважнији део опреме за вакуумску обраду полупроводника јер одређује колико добро се обрађују полупроводничке плочице. Кертриџ грејачи су сада најпопуларнији грејни елемент за ову врсту опреме јер се брзо загревају, раде доследно и мали су. Грејачи са кертриџима који се користе у опреми за полупроводничку вакуумску обраду не само да морају да задовоље основне потребе вакуумског грејања, већ морају бити у стању да поднесу и потребе индустрије полупроводника за високом прецизношћу, чистоћом и стабилношћу.

Полупроводничка опрема за вакуумску обраду, као што су пећи за вакуумско жарење, опрема за распршивање и опрема за нагризање, обично ради у окружењу високог-вакума (изнад 10^-4 Па) и окружења високе температуре (300-1200 степени). Систем грејања мора одржавати температуру унутар ±0,5 степени. То је зато што су електричне перформансе полупроводничких плочица посебно осетљиве на температуру. Чак и мале промене у температури могу изазвати потешкоће као што су неуједначена концентрација допинга, недостаци кристала и друга питања која утичу на квалитет и принос полупроводничких чипова. Кертриџ грејачи могу постићи ове високе стандарде јер су веома добри у контроли температуре и равномерном грејању.


Кертриџ грејачи су главни грејни део пећи за вакумско жарење за полупроводничке плочице. Да би се отклонили несавршености кристала и побољшали електрични функционисање плочице, поступак вакуумског жарења захтева да се полупроводничка плочица загреје на дату температуру (обично 600–1000 степени) у окружењу високог{3}}вакума и да се тамо држи одређено време. У овом случају, кертриџ грејачи су обично Инцонел патрони са омотачем са МгО изолационим пунилом које је веома чисто и веома густо. Инцонел омотач је веома стабилан на високим температурама и отпоран на корозију, што значи да неће оксидирати нити се запрљати у условима високо{6}}температурног вакуума. МгО пунило-велике густине обезбеђује равномерно преношење топлоте и добро функционисање изолације, тако да се плочица не загреје на једном месту.

Такође, начин на који се грејачи кертриџа постављају у пећи за вакумско жарење је веома тачан. На основу искуства, кертриџ грејачи се постављају чврсто и равномерно на зид пећи, дно и врх. Сваки грејач кертриџа има свој сензор температуре. Систем за контролу температуре користи алгоритам за контролу температуре у више{3}} зона за промену снаге сваког грејача кертриџа у реалном времену. Ово одржава температуру у комори пећи унутар ±0,5 степени. Такође, постоји размак од 5 до 10 мм између сваког грејача кертриџа како би се спречило да се топлотно зрачење међусобно омета и како би се осигурало да је топлота равномерно распоређена. Дужина и пречник грејача кертриџа су прилагођени величини коморе пећи и полупроводничке плочице. За велику{11}}опрему за обраду плочица као што су пећи за вафле од 12 инча, користе се дужи и дебљи грејачи кертриџа да би се обезбедила довољна снага грејања и равномерно загревање.

Грејачи кертриџа се користе у машинама за распршивање полупроводника за загревање мете и подлоге. Да би се побољшало пријањање распршеног филма и уједначеност дебљине филма, мета и супстрат морају да се загреју до одређене температуре (обично између 300 и 600 степени) у окружењу високог{3}}вакума. Кертриџ грејачи у овом случају су обично кертриџ грејачи од нерђајућег челика (316Л) са густином снаге 5–7 В/цм². Плашт од нерђајућег челика 316Л је отпоран на корозију и може да ради са окружењем инертног гаса опреме за распршивање, укључујући аргон. Разумна густина снаге осигурава да се мета и подлога брзо загреју, а да се ни на једном месту не загреју.

Људи често стављају грејаче кертриџа у машине за распршивање у држач мете и држач супстрата, где су веома близу мете и подлоге како би пренос топлоте био ефикаснији. Керамички изолатори и метални заптивни прстенови отпорни на-температуру{2}}заптивке затварају-излазни део грејача кертриџа. Ово одржава вакуум коморе за распршивање чврстим и спречава цурење инертног гаса. Такође, кертриџ грејачи имају компоненте које штите од прегревања. Ако температура пређе унапред одређену вредност, напајање ће се на време искључити да би се сачувала мета, подлога и опрема за распршивање.

Грејачи кертриџа који се користе у опреми за вакуумску обраду полупроводника морају одговарати строгим стандардима чистоће у индустрији полупроводника. Да би се спречило да прашина, мрље од уља и други загађивачи испадају и контаминирају полупроводничку плочицу, површина омотача мора бити полирана и очишћена. Да би се смањило испаривање и загађење у условима високо-температурног вакуума, МгО изолациона пунила мора бити веома чиста и не садржи никакве опасне загађиваче, као што су тешке метале. Такође, грејачи кертриџа морају проћи строге тестове чистоће пре него што напусте фабрику како би били сигурни да испуњавају стандарде индустрије полупроводника.

Грејач кертриџа такође мора бити стабилан током времена. Пошто опрема за производњу полупроводника ради све време (24 сата дневно, 7 дана у недељи), грејач кертриџа треба да траје дуго (више од 8000 сати) и да ради доследно. Грејачи кертриџа који се користе у полупроводничкој опреми за вакуумску обраду обично су направљени од материјала високог{5}}квалитета и пролазе кроз много тестирања и дизајна како би били сигурни да ће добро функционисати дуго времена без потребе за честом заменом. Редовно чишћење површине омотача и праћење ефикасности изолације грејача кертриџа може им помоћи да трају дуже и одржавају производњу полупроводника.

Укратко, кертриџ грејачи су важан део опреме за вакуумску обраду полупроводника, а њихов учинак има директан утицај на квалитет и принос полупроводничких плочица. Грејачи са кертриџима су савршени за сектор полупроводника јер могу веома прецизно да управљају температуром, равномерно греју, раде поуздано и остају веома чисти. Различитим врстама полупроводничке опреме за вакуумску обраду, као што су пећи за жарење и опрема за распршивање, потребне су различите врсте грејача кертриџа. Професионално прилагођавање и техничка подршка могу помоћи произвођачима полупроводника да изаберу најбоље грејаче кертриџа, одржавају неометано функционисање опреме и учине полупроводничке производе бољим.