Come utilizzare correttamente la riscaldamento a infrarossi e i sensori nelle fabbriche di wafer
Attualmente c’è una forte pressione per rendere gli strumenti utilizzati nella produzione dei semiconduttori più “carbon-neutral”. Per farlo, stiamo abbandonando i metodi di riscaldamento tradizionali basati su resistenze e passando a soluzioni basate sull’uso delle onde infrarosse a breve lunghezza d’onda.
Il vantaggio principale è che il calore viene applicato direttamente sulla superficie del wafer. Non è più necessario riscaldare l’intera camera per portare il wafer alla temperatura desiderata. In questo modo si riduce notevolmente il consumo energetico.
La densità termica
Nelle attrezzature per la lavorazione dei wafer, tutto dipende dalla densità termica. Utilizziamo lampade a infrarossi a base di halogeni, poiché sono estremamente veloci nel raggiungere la temperatura desiderata. Tuttavia, la velocità può essere pericolosa: se non si abbinano queste lampade a sensori precisi, si rischia di superare la temperatura desiderata. Inoltre, l’eccessivo riscaldamento può danneggiare il wafer stesso.
I sensori
Quando si lavora in condizioni di vuoto, non si può affidarsi alla temperatura dell’aria: non funziona. Pertanto, utilizziamo pirometri a contatto zero per monitorare l’emissività del wafer. Questi sensori comunicano con l’alimentatore, che regola in tempo reale l’intensità della luce emessa dalle lampade. Se i sensori non funzionano correttamente, si creano gradi termici diversi tra le varie zone del wafer, il che comporta problemi durante i processi di incisione o deposizione. Non è affatto ideale.
I compromessi
Passare all’uso delle onde infrarosse è un ottimo modo per raggiungere gli obiettivi legati alla produzione “verde”. Si riducono i tempi di riscaldamento e si ottiene un maggiore rendimento dall’energia utilizzata. Tuttavia, non è una soluzione semplice: le lampade a infrarossi ad alta intensità generano una grande quantità di calore. È quindi necessario utilizzare sistemi di raffreddamento efficaci. Se il sistema di raffreddamento non funziona correttamente, la struttura della lampada si danneggia e l’involucro in quarzo si logora rapidamente. L’unica soluzione per evitare questo problema è assicurarsi che i sensori siano perfettamente calibrati.