Por que estamos substituindo o ar quente por lâmpadas de infravermelho no processamento de semicondutores
Se você trabalha com processamento avançado de semicondutores, sabe que o tempo é, basicamente, seu maior inimigo. É por isso que estamos deixando de lado o uso de ar quente para optar por lâmpadas de infravermelho de ultra-alta pureza (UHP).
Tudo se resume à maneira como o calor é transmitido. O aquecimento pelo ar é um processo lento. Você está apenas fazendo com que o ar quente passe por uma superfície, o que é demorado e, para ser honesto, uma ótima maneira de introduzir contaminações acidentalmente. As lâmpadas de infravermelho mudam completamente essa situação. Elas utilizam radiação eletromagnética para enviar calor diretamente ao alvo. Sem intermediários, sem ar… apenas energia direta.
A velocidade é o ponto interessante aqui.
Pense em um aquecedor a ar: é preciso aquecer primeiro o ar, depois a câmara e, por fim, o wafer. É um processo lento. Mas com lâmpadas UHP de infravermelho? Você atinge a temperatura desejada em milissegundos.
Para um engenheiro, isso é um sonho. Tempos de ciclo mais curtos significam que é possível processar mais unidades sem precisar construir salas limpas maiores. É simplesmente mais rápido.
Agora, vamos falar sobre os componentes necessários.
Não se pode usar qualquer lâmpada nesse contexto. Usamos quartzo sintético de alta pureza, pois a emissão de gases é um grande problema em ambientes de ultra-alta pureza. Uma pequena impureza na lâmpada pode estragar todo o wafer.
Também ajustamos essas lâmpadas para uma determinada frequência de onda. Queremos que o calor penetre no substrato, e não que energia seja desperdiçada no aquecimento dos componentes circundantes. Tudo depende da precisão.
Mas não é tudo tão simples assim.
As lâmpadas de infravermelho têm grande poder de aquecimento. Diferentemente do ar quente, que se espalha, o infravermelho atua diretamente no alvo. Se a regulação térmica não for feita corretamente, haverá gradientes térmicos significativos.
Não basta colocar essas lâmpadas em um forno com circulação de ar antigo e esperar pelo melhor resultado. É necessário um sistema de controle PID preciso, além de sistemas de resfriamento aprimorados, para evitar que as lâmpadas queimem.
E uma dica profissional: preste atenção na fonte de alimentação. Se a tensão variar, a uniformidade do wafer será afetada. Mantenha-a estável, e tudo ficará bem.