Hoe houd je een cleanroom van klasse 100 echt schoon?
In de wereld van halfgeleiderfabricage is één enkele stofdeeltje – of zelfs één gasmolecuul – al voldoende om het hele productieproces te verstoren. Het is frustrerend: je hebt alles goed gedaan, maar één klein stofdeeltje kan het hele proces verpesten.
Vaak ligt de oorzaak bij de verwarmingscomponenten. Standaardverwarmers gaan na het bereiken van de werktemperatuur namelijk stoffen vrijgeven. Om dit te voorkomen, gebruiken we infraroodlampen gemaakt van hoogzuiver kwarts, in combinatie met kabels die zijn geïsoleerd met Teflon (PTFE).
Waarom dit werkt:
We gebruiken synthetisch gefuseerd kwarts voor deze lampen. Dit is een ander soort glas dan gewoon glas. Het lekt geen metalen onzuiverheden uit in de omgeving, en het kan hitte verdragen zonder te vervormen of uit te zetten.
Het beste aan deze lampen is dat ze kortegolf-infraroodstraling gebruiken. Hierdoor wordt energie rechtstreeks op het substraat overgedragen, zonder dat de lucht eromheen wordt opgewarmd. Dit voorkomt dat stofdeeltjes worden opgewerveld en in de productieruimte terechtkomen.
Waarom we PTFE gebruiken:
Als je PVC- of siliconenisolatie gebruikt voor de kabels, zal deze onder de intense hitte van de infraroodlamp kapotgaan. Hierdoor komen onzichtbare chemicaliën vrij in de cleanroom. Daarom gebruiken we kabels die zijn geïsoleerd met PTFE. Deze blijft chemisch inert: hij smelt niet, ruikt niet en geeft geen vluchtige organische verbindingen af.
De praktijk:
Het is niet gemakkelijk om deze lampen in een halfgeleiderverwarmer te plaatsen. Je moet goed nadenken over waar de kabels moeten liggen. Onthoud dat PTFE zwarthard is, maar niet onverwoestbaar. Als de kabels te dicht bij de kwartskoepel komen te liggen, zal de isolatie uiteindelijk beschadigen. Het gebeurt langzaam, maar het gebeurt wel.
Ik raad altijd aan om een warmteschild te gebruiken of voldoende ruimte te laten tussen de kabels en de kwartskoepel, zodat de temperatuur van de kabels onder de 260°C blijft. Controleer ook de luchtcirculatie. Als het koelsysteem de hitte niet weg kan halen van de elektrische verbindingen, zal de isolatie na verloop van tijd beschadigen.
Als de luchtcirculatie goed is, zullen deze lampen veilig werken. Geen stofdeeltjes, geen problemen.