Cómo lograr un calentamiento y sensores infrarrojos eficaces en las fábricas de wafers
Actualmente, hay una gran presión para que las herramientas utilizadas en la industria de semiconductores sean más respetuosas con el medio ambiente. Para ello, estamos abandonando los sistemas de calentamiento por resistencia y optando por el uso de lámparas infrarrojas de onda corta.
La ventaja principal es que este método permite calentar directamente la superficie del wafer. Ya no es necesario calentar toda la cámara para alcanzar la temperatura adecuada del wafer. Esto reduce enormemente el calor residual y disminuye los costos energéticos.
Detalles sobre el calor
En las herramientas destinadas al procesamiento de wafers, lo importante es la densidad de calor. Utilizamos lámparas infrarrojas basadas en halógenos, ya que son extremadamente rápidas para elevar la temperatura. Pero la velocidad también puede ser un problema: si no se combinan estas lámparas con sensores precisos, es posible superar la temperatura deseada. En esta industria, el sobrecalentamiento no solo representa un desperdicio de energía, sino que también puede causar daños irreversibles en los wafers.
Los desafíos relacionados con los sensores
No se puede confiar únicamente en la temperatura del aire cuando se trabaja en vacío. Eso no funciona. En su lugar, utilizamos pirómetros sin contacto para monitorear la emisividad del wafer. Estos sensores comunican información con el sistema de alimentación eléctrica, quien a su vez ajusta la intensidad de las lámparas en tiempo real. Si los sensores fallan o no tienen las especificaciones correctas, se generarán gradientes térmicos. Esto hace que algunas partes del wafer estén más calientes que otras, lo que resulta en un proceso de grabado o deposición no uniforme. No es algo ideal.
Las complicaciones asociadas al cambio a tecnologías infrarrojas
Cambiar a tecnologías infrarrojas es una buena forma de cumplir con los objetivos de producción sostenible. Se reducen los tiempos de calentamiento y se aprovecha mejor la energía utilizada. Pero esto no es gratis. Las lámparas infrarrojas de alta intensidad generan una gran cantidad de calor. Es necesario utilizar sistemas de enfriamiento eficaces. Si el sistema de enfriamiento no es suficiente, la carcasa de la lámpara se daña y el revestimiento de cuarzo se desgasta rápidamente. Al final, la única manera de evitar el gasto excesivo de energía es asegurarse de que los sensores estén perfectamente calibrados.