Deje de perder tiempo: ¿Por qué el calentamiento por infrarrojos es mejor que el calentamiento por aire forzado para las obleas?
Si ha pasado tiempo en una fábrica de semiconductores, seguramente conoce bien la frustración que implica tener que esperar. En el procesamiento de semiconductores, se está abandonando cada vez más el uso del aire caliente en favor del calentamiento preciso por infrarrojos.
En realidad, lo importante es cómo llega el calor a la oblea. El aire forzado funciona como un horno por convección: hay que calentar cada centímetro cúbico de aire antes de que la oblea pueda sentir ese calor. El calentamiento por infrarrojos es diferente: se trata de energía radiante que afecta directamente la superficie de la oblea.
El problema del “tiempo muerto”
El aire es muy malo para transmitir calor. Cuando se utiliza el método de convección, hay que esperar a que el aire se caliente, y luego esperar a que ese calor penetre en el silicio. Eso representa un “tiempo muerto”.
Los sensores e emisores infrarrojos eliminan este retraso. La energía se transmite a la velocidad de la luz. Se puede aumentar o disminuir la temperatura en cuestión de segundos. Cuando se procesan miles de obleas al día, ahorrar 30 segundos en cada ciclo de calentamiento no es solo una pequeña ventaja; es un gran incremento en la productividad.
Conocer realmente la temperatura
Utilizamos sensores infrarrojos para monitorear en tiempo real la superficie de la oblea. Piense en los termopares: deben tocarse directamente con la oblea, lo cual puede causar contaminaciones. Los sensores infrarrojos, en cambio, no necesitan tocar nada; permiten obtener lecturas instantáneas de la superficie desde cierta distancia. Esto hace que todo el sistema de control sea mucho más eficiente. Si un sensor detecta un punto frío, la lámpara infrarroja se ajusta de inmediato. No hay ese problema de “sobrecalentamiento” que ocurre con los sistemas de aire forzado, donde el calentador sigue funcionando porque mide la temperatura del aire en lugar de la de la oblea.
La desventaja
Pero el calentamiento por infrarrojos no es mágico. Es direccional. Si algo bloquea la luz infrarroja o si la lámpara no está bien posicionada, habrá un calentamiento desigual. No se puede simplemente soplar aire y esperar lo mejor. Hay que planificar cuidadosamente dónde colocar las lámparas y cómo ubicar los sensores para asegurar que el calor se distribuya de manera uniforme en toda la oblea.
Se necesita un poco más de planificación inicial, pero la velocidad que se obtiene vale la pena.