Por que estamos abandonando o uso de ar quente em favor do aquecimento por infravermelho no processamento de semicondutores
Pense em como funciona um forno por convecção: você aquece o ar, e esse ar, por sua vez, aquece a placa de silício. É um processo lento. No mundo do processamento avançado, esse atraso é basicamente um desperdício de dinheiro.
É por isso que deixamos de usar esses sopradores volumosos e passamos a utilizar o aquecimento por infravermelho. Em vez de aquecer todo o ambiente, enviamos a energia diretamente para o substrato.
O tempo é sempre um fator crítico
A convecção é muito lenta. É preciso esperar minutos até que a câmara atinja a temperatura desejada. Com as lâmpadas de infravermelho, isso acontece em segundos. É praticamente instantâneo. Como não há perda de tempo com o aquecimento do ar ao redor da peça, os tempos de processamento diminuem drasticamente. É possível processar mais placas por hora, sem precisar construir salas limpas maiores.
Controle preciso da temperatura
O ar quente tem a tendência de criar áreas quentes e frias – nunca fica uniforme. O infravermelho é diferente. Podemos controlar a distribuição do calor. Ao escolher lâmpadas com comprimentos de onda específicos, a absorção de calor se torna muito mais consistente.
Usamos filamentos de halogênio dentro de invólucros de quartzo para obter essa densidade de calor. Eles concentram muita energia em um espaço pequeno. Quando combinados com controladores de comutação rápida, é possível ajustar a temperatura em tempo real.
As desvantagens (pois sempre existem algumas)
O infravermelho não é a solução mágica para tudo. Como a energia emitida é intensa, é fácil exceder a temperatura desejada se o controle PID não estiver bem configurado. Além disso, é preciso ter cuidado com o isolamento térmico. Se os refletores não estiverem corretamente ajustados, o calor será direcionado para a estrutura da máquina, em vez da placa de silício. Também é necessário um sistema de resfriamento capaz de lidar com o calor intenso próximo às lâmpadas, caso contrário, os componentes podem ser danificados.
Mesmo assim, para qualquer empresa que queira se livrar dos antigos fornos por convecção, este é o caminho a seguir. Isso evita que o processo de aquecimento se torne um gargalo no trabalho diário.