Pare de esperar que seus aquecedores façam o trabalho: por que os aquecedores a radiação infravermelha a vácuo são uma solução excelente para o processamento de semicondutores
Se você ainda depende da circulação de ar quente para o processamento profundo de semicondutores, está, basicamente, perdendo metade do seu tempo apenas esperando. Mudar para aquecedores a radiação infravermelha a vácuo não é apenas uma troca de hardware – é uma maneira completamente diferente de fornecer energia ao substrato.
O problema com o ar quente é o atraso na transferência de calor.
Pense como funciona: primeiro, o gás é aquecido; depois, esse gás aquece as paredes da câmara. Só então as paredes aquecem o substrato. É uma reação lenta.
Em um ambiente a vácuo, eliminamos todo esse processo. Usamos lâmpadas a rádio infravermelho para enviar radiação eletromagnética diretamente para o substrato. Sem intermediários. Sem necessidade de esperar que o ar esfrie.
O tempo necessário para atingir a temperatura desejada passa de minutos para segundos. Para um engenheiro, isso é ótimo. Aquela fase irritante de espera desaparece completamente. Você consegue atingir a temperatura desejada quase imediatamente, o que significa que pode processar muito mais wafers por hora.
O desafio: integração em ambiente a vácuo.
Criar esses aquecedores para uso em ambiente a vácuo não é tão simples quanto simplesmente desligar o ventilador. A eliminação de gases é um grande desafio. Se os materiais utilizados não forem adequados, contaminantes podem entrar na câmara e estragar tudo.
É por isso que usamos quartzo de alta pureza e filamentos muito específicos. Isso mantém o ambiente limpo.
Mas há um detalhe importante: é preciso ter cuidado com a densidade de poder. Como não há ar para transportar o calor para longe da lâmpada, ela fica muito quente. Muito quente mesmo.
Se você usar lâmpadas de alta potência, o sistema de resfriamento a água precisa ser perfeito. Se esse sistema falhar, a lâmpada queimará em instantes.
Velocidade vs. Precisão
A radiação infravermelha não é mágica. É rápida, mas também direcional.
Um forno a ar quente funciona como um cobertor quente – envolve o substrato com uma camada uniforme de calor. Já a radiação infravermelha funciona mais como um feixe de luz. Se a geometria da lâmpada estiver errada ou se houver algum erro no espaçamento entre as lâmpadas, você terá pontos quentes no substrato. Você está trocando essa uniformidade “fácil” pela velocidade bruta e imediata.
Mas, para a maioria dos processos de semicondutores, essa é uma troca valiosa. A economia de tempo por wafer faz com que os problemas relacionados à alinhamento óptico pareçam um pequeno preço a pagar.