Pourquoi nous passons à la chauffe par rayonnement infrarouge pour le traitement des wafer
Tout le monde parle actuellement de neutralité carbone. Dans le domaine des semi-conducteurs, cela signifie que nous devons repenser la manière dont nous chauffons les objets. La méthode traditionnelle – utiliser de gros fours résistifs – revient en fait à chauffer toute la pièce juste pour réchauffer une seule tranche de pizza. C’est du gâchis.
C’est pourquoi nous optons pour la chauffe par rayonnement infrarouge. Au lieu de chauffer toute la chambre, nous dirigeons simplement la chaleur là où elle est nécessaire : sur le wafer.
Maîtriser la température
Voici comment ça marche en réalité. Nous utilisons des lampes en quartz à haute puissance qui émettent des radiations à ondes courtes directement vers le substrat. C’est incroyablement rapide : les températures peuvent être augmentées en quelques secondes seulement. Ainsi, l’appareil n’a pas besoin de consommer autant d’énergie.
Mais la vitesse est un avantage et un inconvénient à la fois. Si l’on ne surveille pas la température à chaque milliseconde, on risque de dépasser la température souhaitée. Et dans ce secteur, cela signifie que toute une série de wafer est ruinée.
Pour éviter cela, nous utilisons des pyromètres sans contact. Ils agissent comme des yeux constamment en surveillance sur la surface du wafer. Si le capteur ne fonctionne pas correctement, c’est un problème.
Les défis liés au matériel
On ne peut pas simplement placer une lampe dans une machine et en rester là. La distance entre la lampe et le wafer – c’est-à-dire la longueur focale – est cruciale. Si cette distance n’est pas correcte, la distribution de la chaleur devient inégale, ce qui entraîne des points chauds qui endommagent les wafer. Nous utilisons même des revêtements spéciaux sur les lampes afin d’obtenir le spectre lumineux exact dont nous avons besoin.
Et puis, il y a le problème de la chaleur. Ces lampes deviennent extrêmement chaudes à leurs extrémités. Si les systèmes de refroidissement ne fonctionnent pas correctement, ou si le flux d’eau diminue ne serait-ce qu’un instant, les lampes peuvent se brûler. Il s’agit donc d’un équilibre constant entre performances et protection du matériel.
Atteindre vraiment les objectifs écologiques
Lorsque les gens parlent de « usines vertes », cela ressemble souvent à du marketing. Mais ici, les maths sont plutôt simples. Les fours traditionnels consomment beaucoup d’énergie, car ils doivent rester chauds pendant des heures, même quand ils ne font rien. Les systèmes à rayonnement infrarouge, eux, s’allument et s’éteignent presque instantanément. Moins de temps d’inactivité signifie moins d’énergie consommée par wafer. C’est du bon sens : il suffit de cesser de chauffer l’air autour du wafer et de se concentrer sur son chauffage direct. Les pièces peuvent ainsi être traitées plus rapidement, et la facture d’électricité diminue effectivement.