Tiempos de ciclo de corte: Por qué el infrarrojo es mejor que el aire caliente en entornos de vacío
Si trabajas en el procesamiento avanzado de semiconductores, sabes que el mayor problema es el costo temporal asociado al proceso. La mayoría de las personas comienzan utilizando sistemas de circulación de aire caliente. Funciona, pero es lento. En esencia, lo que se hace es calentar el aire, con la esperanza de que ese aire caliente también caliente la oblea. Pero aquí está el problema: cuando se entra en un entorno de vacío, no hay aire alguno. Se pierde ese “intermediario” necesario para transmitir calor.
Es ahí donde entran en juego los calentadores infrarrojos compatibles con entornos de vacío. En lugar de depender de un medio para transmitir calor, el infrarrojo transmite energía directamente sobre el sustrato. Es una solución mucho más eficiente.
Deja de esperar a que el horno se caliente
Los sistemas de aire caliente tienen mucha “inercia térmica”. En otras palabras, son lentos. Hay que calentar las paredes de la cámara y todo el volumen de aire antes de que la pieza pueda calentarse. Es un gran obstáculo.
Las lámparas infrarrojas son diferentes. Logran alcanzar la temperatura deseada en segundos. Dado que la transferencia de calor es directa, no hay necesidad de lidiar con esos tiempos de calentamiento y enfriamiento lentos. Se reduce el tiempo de procesamiento de minutos a segundos. Es rápido. Realmente rápido. Y eso cambia todo en términos de eficiencia en el flujo de trabajo.
El lado negativo de la integridad del vacío
Ahora bien, no se puede simplemente colocar cualquier calentador en ese entorno. Los calentadores convencionales tienden a liberar gases. En un entorno de alto vacío, cualquier cantidad mínima de lubricante o compuestos orgánicos en el calentador puede contaminar la oblea. Eso es algo que nadie quiere.
Para evitarlo, utilizamos envolventes de cuarzo y soldaduras especiales para los electrodos. Esto evita fugas y contaminaciones.
Un punto importante a considerar es la densidad de potencia. Las lámparas infrarrojas de alta potencia generan muchísimo calor en un espacio muy reducido. Si el sistema de refrigeración de la cámara no es adecuado, el calor radiado que no afecta a la oblea puede dañar los sellos de la cámara. Revisa las especificaciones antes de encenderla.
Más obleas por hora
La verdadera ventaja aquí es el control. Con el infrarrojo, se puede generar un pulso de calor rápido, realizar el proceso y luego apagarlo inmediatamente. No hay necesidad de esperar a que el horno se enfríe.
Para los ingenieros, esto significa poder procesar muchas más obleas por hora. Se elimina ese molesto tiempo de espera que ocurre con los sistemas de convección. Se sustituye un sencillo soplador de aire por un controlador de potencia preciso y una lámpara sellada al vacío. De esta manera, la eficiencia aumenta drásticamente.