Smettete di sprecare tempo: perché il riscaldamento a radiazioni infrarosse è migliore del riscaldamento ad aria forzata per i wafer
Se continuate ad utilizzare il riscaldamento ad aria per il trattamento dei semiconduttori, in pratica state aspettando che l’aria svolga il lavoro pesante al posto vostro.
Pensateci: con il riscaldamento ad aria forzata, l’aria deve prima riscaldarsi, per poi trasferire quel calore al wafer. È un processo indiretto, che comporta dei ritardi.
Il riscaldamento a radiazioni infrarosse, invece, elimina questo intermediario. Utilizza radiazioni elettromagnetiche per riscaldare direttamente la superficie del wafer. Niente attese, niente ritardi: solo calore.
Il vantaggio principale è la velocità.
In un forno a convezione, bisogna confrontarsi con la massa termica dell’aria stessa. Questo rende il processo lento: ci vuole molto tempo per raggiungere la temperatura desiderata, e altrettanto tempo per raffreddare il wafer. Le lampade a radiazioni infrarosse, invece, agiscono immediatamente. Si può raggiungere la temperatura desiderata in pochi secondi, non in minuti. Se si moltiplica questo tempo per ogni lotto prodotto, si ottiene un risparmio di tempo enorme.
Ma c’è un problema: la distanza tra l’emittente a radiazioni infrarosse e il wafer. Se le lampade sono posizionate troppo vicino, si creano zone troppo calde o bordi bruciati. Se invece sono troppo lontane, si perde quel vantaggio legato alla velocità di riscaldamento.
Di solito consiglio di prestare attenzione alla lunghezza d’onda delle radiazioni. Le onde corte penetrano più in profondità nel materiale, mentre quelle di lunghezza media sono la scelta migliore se si vuole riscaldare soltanto la superficie del wafer.
Tuttavia, non tutto è perfetto: il riscaldamento a radiazioni infrarosse può essere imprevedibile. A differenza di un mantello di aria calda, le radiazioni infrarosse possono causare differenze di temperatura. Se il wafer è composto da materiali diversi o ha spessori variabili, si potranno verificare fluttuazioni di temperatura.
Per evitare che le cose escano dal controllo, è necessario utilizzare un regolatore PID e termocoppie ad alta velocità di risposta. Senza questi strumenti, si rischia di superare la temperatura desiderata. Un ultimo consiglio: assicuratevi che il sistema di raffreddamento possa gestire il rapido scarico di calore, altrimenti tutta la camera potrebbe surriscaldarsi.