Perché abbandoniamo l’uso dell’aria calda a favore della termoregolazione a infrarossi nelle fabbriche di semiconduttori
Se avete trascorso del tempo nel settore della produzione di semiconduttori, conoscete sicuramente i limiti dell’uso dell’aria calda tradizionale. In pratica, si riscalda un’enorme quantità d’aria, nella speranza che questa trasferisca il calore al wafer in modo efficace. Tuttavia c’è un ritardo: è come cercare di riscaldare una stanza con un riscaldatore a aria – l’aria deve prima diventare calda prima che anche l’oggetto possa essere riscaldato.
La termoregolazione a infrarossi elimina questo problema: l’energia viene trasmessa direttamente sul substrato, senza bisogno di aspettare che l’aria si riscaldi.
Il tempo è sempre un fattore cruciale
Il principale problema legato all’uso dell’aria calda è proprio il tempo necessario per far stabilizzare la temperatura della camera di lavorazione. Si perdono minuti, a volte anche molto di più, solo in attesa che tutto sia pronto. Con le lampade a infrarossi, invece, tutto avviene quasi istantaneamente: basta premere l’interruttore e la temperatura desiderata viene raggiunta in pochi secondi.
Quando si lavora in grandi volumi, questo rappresenta un vantaggio enorme. Anche un risparmio di soli 30 secondi per ciclo di cottura potrebbe sembrare poco, ma moltiplicato per migliaia di cicli, diventa un vantaggio significativo.
Raggiungere esattamente la temperatura desiderata
Tutti abbiamo avuto a che fare con quei “punti freddi” presenti sui wafer da 300 mm. Con l’aria calda, bisogna progettare un sistema di ventilazione molto complesso per assicurarsi che anche i bordi del wafer vengano riscaldati correttamente. Con le lampade a infrarossi, invece, possiamo posizionarle in modo da raggiungere precise coordinate, ottenendo così un controllo molto migliore sulla distribuzione del calore, senza dover muovere grandi quantità d’aria. Inoltre, i dispositivi necessari sono più piccoli: non è più necessario utilizzare ventilatori ingombranti e tubature massive, il che permette di recuperare spazio nelle stanze pulite.
I limiti (perché ci sono sempre dei limiti)
Le lampade a infrarossi non rappresentano certo una soluzione perfetta per ogni situazione. Poiché il calore è concentrato, è facile danneggiare la superficie del wafer se i regolatori di temperatura non vengono impostati correttamente. È quindi necessario utilizzare pirometri ad alta velocità di risposta per evitare che la temperatura superi i limiti consentiti.
Inoltre, queste lampade richiedono molta corrente non appena vengono accese. Se il quadro elettrico è vecchio o non adeguato, è probabile che i fusibili si brucino prima che tutto funzioni correttamente.