Perché abbandoniamo i forni a convezione per optare per le lampade a infrarossi ad alta purezza
Da tempo, le fabbriche di semiconduttori si affidano a quei grandi forni a convezione. Ma, onestamente, sono ormai obsoleti. Si sta assistendo a una forte tendenza verso l’uso di lampade a infrarossi ad alta purezza. Non si tratta soltanto di raggiungere obiettivi legati all’energia“verde” o di rispettare normative riguardanti l’assenza di piombo: si tratta semplicemente di buon senso.
Pensateci: i sistemi a aria forzata cercano di riscaldare l’intera stanza pur di asciugare il wafer. È un metodo eccessivo. Le lampade ad alta purezza, invece, inviano energia direttamente sul substrato tramite radiazioni elettromagnetiche. Niente intermediari.
La fisica alla base è piuttosto semplice:
Quando si utilizza un essiccatore tradizionale, si spreca molta energia per riscaldare le pareti interne della macchina. È come cercare di riscaldare una casa riscaldando il vialetto d’ingresso. Con le lampade ad alta purezza, invece, si targetano le bande di assorbimento specifiche del rivestimento chimico o del fotoresistente. Basta premere un interruttore ed è tutto pronto: non c’è bisogno di attendere che la macchina si “riscaldi”. In questo modo si consuma molto meno energia per ogni wafer, il che rende contenti tutti coloro che si occupano dei costi energetici.
Mantenere tutto pulito:
In una sala pulita, il problema principale è la presenza di particelle indesiderate. Una sola particella fuori posto può causare problemi. Ecco perché queste lampade vengono costruite utilizzando quarzo sintetico ad alta purezza e filamenti speciali. In questo modo si evita che qualcosa cada a terra. Quando parliamo di “assenza di piombo”, non ci riferiamo soltanto al legante utilizzato nelle schede elettroniche, ma all’intero processo di produzione. Utilizzando i raggi infrarossi, non è necessario utilizzare agenti disidratanti che contengono solventi, né sistemi di ventilazione che potrebbero trasportare sostanze inquinanti. Si ottiene così una superficie pulita e asciutta. Punto.
L’aspetto negativo…
Il problema è che queste lampade producono una grande quantità di calore in uno spazio ridotto. Questo è utile per poter trattare più wafer, ma mette una forte pressione sui sistemi di raffreddamento. Se si utilizzano lampade ad alta potenza senza aggiornare i sistemi di raffreddamento, si rischia di surriscaldare i bordi del wafer, con conseguenze negative. Bisogna trovare il giusto equilibrio tra la potenza della lampada e la massa termica del substrato.
La buona notizia?
Queste lampade possono essere integrate facilmente nei sistemi esistenti di aspirazione o di ventilazione. In questo modo si possono eliminare quei ventilatori e scaldatori che consumano molta energia, riducendo così l’impatto ambientale.