Por que as fábricas de semicondutores estão abandonando os fornos convencionais em favor do tratamento por radiação infravermelha
Sejamos honestos: aqueles fornos convencionais são, basicamente, caixas gigantescas e consumidoras de muita energia, que utilizam ar quente para aquecer os materiais. Eles são lentos, volumosos, e num mundo onde a “energia verde” não é mais apenas uma palavra de moda, mas sim uma necessidade, eles simplesmente não servem mais para nada.
É por isso que todos estão migrando para o uso da radiação infravermelha para o tratamento dos materiais.
A diferença real é a seguinte: em vez de aquecer todo o ambiente para aquecer um wafer, a radiação infravermelha atinge diretamente o substrato. É um processo eficiente. Não há desperdício de energia para aquecer o espaço vazio dentro do forno.
A parte física (explicada de maneira simplificada)
Pense nisso assim: o ar é péssimo para transmitir calor. Já as lâmpadas de radiação infravermelha emitem ondas eletromagnéticas que atingem diretamente as camadas de fotoresistência ou adesivo. É rápido. Muito rápido. Como a transferência de energia é direta, o tempo necessário para aquecer os wafers diminui drasticamente. Além disso, como não há necessidade de usar combustíveis ou produtos químicos perigosos para gerar calor, não há risco de contaminação por chumbo ou outros contaminantes. É um processo limpo e eficiente.
Como fazer isso funcionar na prática
Mas não basta simplesmente colocar qualquer lâmpada lá dentro. Para obter a precisão necessária, usamos emissores de ondas curtas ou médias. Eles conseguem gerar muito calor em um espaço pequeno. O melhor de tudo é que é possível controlar as temperaturas em diferentes áreas do wafer, evitando assim pontos quentes demais.
Mas há um problema: essas lâmpadas ficam extremamente quentes. Se o sistema de resfriamento não for eficiente, os componentes eletrônicos ao redor podem ser danificados. Se o fluxo de ar for fraco, a lâmpada superaquece, e seus filamentos queimam antes do previsto. É preciso garantir um bom sistema de resfriamento, caso contrário, você só vai criar novos problemas.
O que isso significa na prática
A maior vantagem para quem opera as fábricas é a possibilidade de ligar o equipamento imediatamente. Esqueça aqueles ciclos longos de pré-aquecimento com fornos convencionais. Basta ligar o interruptor e pronto. Isso é uma grande ajuda durante as mudanças de turno ou quando se produzem apenas poucos lotes.
Para os engenheiros, isso significa maior produtividade e menos problemas no ambiente de trabalho. É possível atingir todos os padrões ambientais sem comprometer a qualidade dos wafers. É uma situação vantajosa para todos.