Por que o aquecimento por radiação infravermelha é melhor que o uso de ar quente na fabricação de semicondutores
Se você já trabalhou com processos de fabricação de semicondutores, certamente conhece a frustração de ter que esperar. Especificamente, esperar que os materiais se aqueçam.
Por muito tempo, dependemos da circulação de ar quente. Mas há um problema: o ar é apenas um intermediário. Você aquece o ar, que por sua vez aquece as paredes do ambiente, e isso acaba aquecendo a placa microeletrônica. É um processo lento e complicado.
Quando se utiliza o vácuo, esse intermediário desaparece. Não há ar para se mover. Por isso, utilizamos lâmpadas de radiação infravermelha para enviar energia diretamente ao substrato. Sem espera, sem desvios.
O “custo de tempo”
Os sistemas tradicionais de ar quente possuem grande inércia térmica. É como tentar aquecer uma piscina usando um secador de cabelo: você perde muito tempo só para preparar o ambiente. Esse “custo de tempo” prejudica a produtividade durante os processos de aquecimento e resfriamento.
Os aquecedores a radiação infravermelha evitam esse problema. Os fótons atingem o alvo imediatamente.
No processo de aquecimento rápido (RTP), isso torna tudo muito mais eficiente. Podemos reduzir o tempo de aquecimento de minutos para segundos. Assim, não precisamos mais esperar que o sistema de ar quente ou o trocador de calor funcione corretamente. Podemos começar a trabalhar imediatamente.
Os desafios
Claro, não basta simplesmente colocar uma lâmpada dentro de uma câmara de vácuo e pronto. É preciso lidar com problemas relacionados à liberação de gases. Se as vedações não forem adequadas ou os invólucros de quartzo não forem especializados, contaminantes podem entrar na placa microeletrônica. Isso é um pesadelo que ninguém quer enfrentar.
Além disso, há o equilíbrio de potência. As lâmpadas de alta potência geram muito calor, mas se elas estiverem muito próximas da placa, surgirão pontos quentes. É preciso encontrar um equilíbrio entre a distância focal e a massa térmica do substrato. Se aplicarmos muita energia em pouco tempo, a placa pode sofrer deformações ou choques térmicos.
Vantagens
Uma das melhores vantagens dos aquecedores a radiação infravermelha é que eles não necessitam de dutos de ar enormes. Eles ocupam bem menos espaço. Além disso, é possível controlar a temperatura em diferentes áreas da placa.
Apenas um aviso: é preciso prestar atenção ao sistema de resfriamento. Como as paredes da câmara absorvem bastante calor, é necessário um sistema capaz de lidar com isso. Caso contrário, as bombas de vácuo vão superaquecer.