Smettete di perdere tempo: perché il riscaldamento a infrarossi è superiore al riscaldamento ad aria calda per le wafer
Parliamo del problema legato all’attesa. Nella produzione di semiconduttori, negli anni abbiamo utilizzato il riscaldamento ad aria calda. Ma c’è un problema: l’aria calda funziona lentamente. È necessario riscaldare prima la camera stessa, poi l’aria al suo interno, e infine solo allora la wafer. È un processo complesso e lento.
Il riscaldamento a infrarossi elimina tutti questi problemi. Non ha bisogno dell’aria come mezzo per trasmettere energia: emette semplicemente energia direttamente sul silicio.
Il tempo passa…
Quando si passa al riscaldamento a infrarossi, la fase di “riscaldamento iniziale” scompare praticamente. Si riescono a raggiungere le temperature desiderate in pochi secondi, non in minuti.
Pensate ai cicli di avvio e arresto del processo: quando si smette di riscaldare l’aria e si inizia a riscaldare direttamente la wafer, la produttività aumenta notevolmente. Si possono produrre più wafer all’ora, senza dover aspettare che la temperatura aumenti lentamente. È un grande vantaggio per il flusso di lavoro.
L’equilibrio giusto
Non basta semplicemente aumentare la potenza del riscaldamento. È necessario trovare il giusto equilibrio tra distanza delle lampade e intensità del riscaldamento. Se le lampade sono troppo vicine, si creano zone surriscaldate; se invece sono troppo lontane, l’intensità del riscaldamento diminuisce. Di solito, per trovare il giusto equilibrio, si considera la potenza per centimetro quadrato. Utilizzando array a infrarossi ad alta densità, è possibile posizionare le lampade a maggiore distanza, mantenendo comunque lo stesso livello di riscaldamento. Questo permette di avere più flessibilità nella progettazione della camera di riscaldamento, senza sacrificare la velocità di lavorazione.
I limiti
Ovviamente, niente è perfetto. Il riscaldamento a infrarossi è direzionale: riscalda soltanto ciò che può “vedere”. Se la wafer ha una forma complessa o se si sta lavorando su un intero gruppo di wafer, non basta semplicemente posizionare una lampada sopra di esse. È necessario utilizzare riflettori o array multidirezionali per evitare zone non riscaldate.
Un altro aspetto importante riguarda i sistemi di controllo: il riscaldamento a infrarossi reagisce istantaneamente. Se i circuiti di controllo sono lenti, il sistema potrebbe superare la temperatura desiderata prima che il controllore se ne accorga. Questo può rovinare l’intero lotto di prodotto. È quindi necessario un sistema di controllo in grado di tenere il passo con la velocità della luce.