Сохранение тепла в нужном месте в производственных помещениях для изготовления полупроводников
Высокомощные инфракрасные лампы выделяют огромное количество тепла. В производственных помещениях для изготовления полупроводников это тепло должно идти только на нагрев пластины. Ничего больше.
Если не контролировать этот процесс, тепло начнет распространяться по стенкам оборудования. Вскоре внутренняя часть оборудования становится слишком горячей для прикосновения, а чувствительные электронные компоненты разрушаются. Это приводит к серьезным проблемам с безопасностью.
Как направить тепло туда, куда нужно
Проблема в том, что стандартные инфракрасные лампы излучают энергию во все стороны – на 360 градусов. Чтобы этого избежать, мы используем защитные экраны из кварца.
Эти экраны служат теплозащитными барьерами: они блокируют тепло, которое может распространяться по корпусу оборудования, и заставляют его идти на нагрев пластины. Это единственный способ достичь нужной температуры пластины, не превращая всё оборудование в «печь».
Почему мы выбираем кварц
Мы используем кварц потому, что он не разрушается под действием высоких температур. Если бы мы использовали обычное стекло, оно бы разбилось сразу же при полной мощности лампы. Кварц может выдерживать такие температурные нагрузки и продолжать функционировать.
Кварц позволяет коротковолновому инфракрасному излучению проходить сквозь него, но не пропускает конвективное тепло.
Есть один недостаток: эти экраны необходимо постоянно держать в чистоте. Если на кварц попадет пыль или какие-либо органические вещества, они могут сгореть. Это приводит к возникновению «горячих точек», из-за чего пластина нагревается неравномерно. В худшем случае экран просто перестает выполнять свою функцию.
Баланс между точностью и мощностью
Конечно, ничего не бывает бесплатно. Использование защитных экранов означает потерю некоторой части мощности лампы. Чтобы компенсировать эту потерю, придется увеличить мощность лампы или приблизить ее к пластине. Но если мы сделаем лампу слишком мощной, системе охлаждения придется работать еще усерднее, чтобы справиться с дополнительным теплом. Это постоянная борьба между точностью и мощностью.