Como obter um aquecimento por infravermelho eficiente e precisão na produção de wafers
Atualmente, há um grande esforço para tornar as ferramentas utilizadas na indústria de semicondutores mais “neutras em termos de carbono”. Para isso, estamos abandonando o método de aquecimento resistivo tradicional e optando pelo uso de luzes infravermelhas de onda curta.
A grande vantagem disso é que o calor é aplicado diretamente na superfície do wafer. Não é mais necessário aquecer toda a câmara para alcançar a temperatura desejada. Isso reduz bastante o desperdício de energia e diminui as despesas com eletricidade.
Os detalhes relacionados ao aquecimento
Em uma ferramenta para processamento de wafers, tudo se resume à densidade de calor. Usamos lâmpadas infravermelhas baseadas em halogênio, pois elas são extremamente rápidas em aumentar a temperatura. Mas a velocidade pode ser perigosa. Se essas lâmpadas não forem combinadas com sensores precisos, é possível exceder a temperatura desejada. E, nesse setor, o superaquecimento não é apenas um desperdício de energia – ele também pode causar danos aos wafers caros.
Os desafios dos sensores
O problema é que não se pode confiar apenas na temperatura do ar quando se trabalha em vácuo. Isso não funciona. Em vez disso, usamos pirômetros sem contato para monitorar a emissividade do wafer. Esse sensor se comunica com o sistema de alimentação, que, por sua vez, ajusta a potência das lâmpadas em tempo real. Se o sensor falhar ou tiver especificações incorretas, ocorrerão gradientes térmicos. Isso faz com que algumas áreas do wafer fiquem mais quentes do que outras, o que resulta em um processo de gravação ou deposição inadequado. Isso não é ideal.
Os custos e benefícios
Adotar o uso de luzes infravermelhas é uma ótima maneira de alcançar os objetivos de produção sustentável. Isso reduz significativamente o tempo de aquecimento e permite obter um melhor retorno energético. Mas isso não é algo gratuito. As lâmpadas de alta intensidade geram uma grande quantidade de calor concentrado. É preciso ter cuidado com os sistemas de resfriamento. Se o resfriamento não funcionar bem, a estrutura da lâmpada será danificada e o revestimento de quartzo se desgastará rapidamente. No final das contas, a única maneira de evitar o consumo excessivo de energia é garantir que os sensores estejam perfeitamente calibrados.