Perché stiamo passando all’uso del riscaldamento a onde infrarosse per la lavorazione dei wafer
Oggi tutti parlano di neutralità carbonica, e nel settore dei semiconduttori questo significa che dobbiamo ripensare il modo in cui riscaldiamo gli oggetti. Il vecchio metodo, basato sull’uso di forni resistivi molto potenti, è simile a riscaldare l’intera casa soltanto per scaldare un singolo pezzo di pizza: è uno spreco enorme.
Ecco perché stiamo passando al riscaldamento a onde infrarosse. Invece di riscaldare l’intera camera di lavoro, dirigiamo il calore esattamente dove è necessario: sul wafer stesso.
Come funziona davvero
Utilizziamo lampade di quartzo ad alta potenza che emettono radiazioni a breve lunghezza d’onda direttamente sul substrato. Il processo è estremamente veloce: le temperature possono essere aumentate in pochi secondi. In questo modo, il dispositivo non consuma energia per lunghi periodi.
Tuttavia, la velocità è una spada a doppio taglio: se non si controlla costantemente la temperatura, si rischia di superare i limiti desiderati. E in questo settore, superare i limiti significa distruggere l’intero lotto di wafer.
Per evitare questo, utilizziamo pirometri a contatto zero. Essi fungono da “occhio” costante e veloce sulla superficie del wafer. Se il sensore non funziona correttamente, ci sono problemi.
La realtà complicata degli strumenti hardware
Non basta semplicemente inserire una lampada in una macchina per farla funzionare. La distanza tra la lampada e il wafer è fondamentale: se questa distanza non è corretta, la distribuzione del calore diventa irregolare, creando “punti caldi” che danneggiano i wafer. Utilizziamo quindi rivestimenti speciali sulle lampade per ottenere esattamente lo spettro di calore necessario.
Inoltre, c’è il problema del calore eccessivo generato dalle lampade. Se i sistemi di raffreddamento non funzionano correttamente, o se il flusso d’acqua diminuisce anche solo per un istante, le lampade si bruciano. È quindi necessario trovare un equilibrio tra prestazioni elevate e protezione degli strumenti hardware.
Raggiungere realmente gli obiettivi “verdi”
Quando si parla di “fabbriche verdi”, di solito si tratta di slogan pubblicitari. Ma qui, i calcoli sono abbastanza semplici: i forni tradizionali consumano molta energia, poiché devono rimanere caldi per ore, anche quando non sono in uso. I sistemi a onde infrarosse, invece, si accendono e si spegnono quasi istantaneamente. Meno tempo di inattività significa meno consumo energetico per ogni wafer. È semplice logica: smettere di riscaldare l’aria intorno al wafer e concentrarsi sul riscaldamento del wafer stesso. In questo modo, i componenti vengono elaborati più velocemente, e il costo energetico diminuisce effettivamente.