Pare de perder tempo: Por que o aquecimento por infravermelhos é melhor que o uso de ar forçado para o aquecimento de wafers
Se você já passou algum tempo em uma fábrica de semicondutores, sabe bem como é frustrante ter que esperar. No processamento de semicondutores, há uma tendência crescente de se abandonar o uso de ar quente em favor do aquecimento preciso por infravermelhos.
Tudo se resume à maneira como o calor chega até a superfície do wafer. O ar forçado funciona como um forno de convecção: é preciso aquecer cada centímetro cúbico de ar no interior da câmara antes que o wafer sinta o calor. Já o infravermelho é diferente: trata-se de energia radiante que atinge diretamente a superfície do wafer.
O problema do “tempo morto”
O ar é péssimo para transmitir calor. Quando se usa o método de convecção, é preciso esperar que o ar esquente, e depois esperar que esse calor penetre no silício. É um verdadeiro “tempo morto”.
Os sensores e emissores de infravermelhos eliminam esse problema. A energia se move na velocidade da luz. É possível aumentar ou diminuir a temperatura em segundos. Quando se produzem milhares de wafers por dia, economizar 30 segundos em cada ciclo de aquecimento não é apenas uma pequena vantagem – é um grande ganho para a produtividade.
Conhecendo a temperatura com precisão
Usamos sensores de infravermelhos para monitorar a superfície do wafer em tempo real. Pense nos termopares: eles precisam entrar em contato direto com o wafer, o que pode causar contaminações. Os sensores de infravermelhos, por sua vez, não precisam tocar em nada. É possível obter leituras instantâneas da superfície à distância.
Isso torna todo o processo de controle muito mais eficiente. Se um sensor detectar uma área fria, a lâmpada de infravermelhos ajusta-se imediatamente. Não há risco de superaquecimento, como acontece nos sistemas que usam ar forçado, onde o aquecedor continua funcionando porque mede a temperatura do ar, e não a do wafer propriamente dito.
As limitações
O infravermelho não é mágico. Ele é direcional. Se algo bloquear a luz infravermelha ou se a lâmpada estiver posicionada de forma incorreta, haverá aquecimento irregular. Não basta simplesmente usar ar para aquecer o wafer. É necessário planejar cuidadosamente onde as lâmpadas serão colocadas e como os sensores serão posicionados, para garantir que o calor seja uniforme em toda a superfície do wafer.
É preciso planejamento adicional, mas a velocidade obtida vale a pena.