Por que estamos passando para o aquecimento por infravermelho no processamento de wafers
Todo mundo fala sobre neutralidade carbônica atualmente. No mundo dos semicondutores, isso significa que precisamos repensar a maneira como aquecemos os materiais. O método tradicional – usar fornos resistentes de grande tamanho – é como tentar aquecer toda a casa apenas para aquecer uma única fatia de pizza. É um desperdício. É por isso que estamos optando pelo aquecimento por infravermelho. Em vez de aquecer todo o ambiente, direcionamos o calor exatamente para onde é necessário: o wafer.
Ajuste preciso da temperatura
É assim que funciona na prática. Usamos lâmpadas de quartzo de alta potência que emitem radiação de ondas curtas diretamente sobre o substrato. Isso acontece de forma extremamente rápida. Podemos elevar a temperatura em questão de segundos, o que significa que o equipamento não consome energia por muito tempo. Mas a velocidade também pode ser um problema. Se você não monitorar a temperatura a cada milissegundo, pode ultrapassar o valor desejado. E nesse ramo, ultrapassar o limite significa estragar todo um lote de wafers. Para evitar isso, utilizamos pirômetros sem contato. Eles funcionam como “olhos” que monitoram constantemente a superfície do wafer. Se o sensor falhar, teremos problemas.
As dificuldades relacionadas ao hardware
Não basta simplesmente colocar uma lâmpada dentro de uma máquina e pronto. A distância entre a lâmpada e o wafer – a distância focal – é crucial. Se houver algum erro nesse ajuste, a distribuição do calor ficará irregular, causando “pontos quentes” que prejudicam a qualidade dos wafers. Até mesmo revestimentos especiais são usados nas lâmpadas para garantir que o espectro de calor seja exatamente o necessário. Além disso, há o problema do calor excessivo. Essas lâmpadas ficam extremamente quentes nas extremidades. Se os sistemas de resfriamento não estiverem bem configurados, ou se o fluxo de água diminuir por um instante, as lâmpadas podem queimar. É preciso equilibrar constantemente o desempenho com a segurança do hardware.
Alcançando realmente os objetivos ambientais
Quando as pessoas falam sobre “fábricas verdes”, geralmente parece ser apenas marketing. Mas, na verdade, a matemática é bem simples. Os fornos tradicionais consomem muita energia, pois precisam permanecer quentes por horas, mesmo quando não estão em uso. Os sistemas de infravermelho são diferentes. Eles ligam e desligam quase instantaneamente. Menos tempo ocioso significa menos consumo de energia por wafer. É simples: em vez de aquecer o ar ao redor do wafer, aquecemos o próprio wafer. Assim, as peças são processadas mais rapidamente, e a conta de energia diminui.