Pourquoi nous abandonnons les systèmes à air forcé au profit des chauffages infrarouges dans les salles propres
La plupart des lignes de fabrication de semi-conducteurs continuent d’utiliser des fours à convection par air forcé. C’est la méthode traditionnelle : on chauffe l’air, et on espère que cet air chauffera ensuite la pièce à traiter. Le problème ? Cela prend énormément de temps. Il y a un délai important entre le moment où l’air est chauffé et celui où cette chaleur atteint réellement la pièce à traiter. C’est vraiment fastidieux. De plus, dans une salle propre, faire circuler de grandes quantités d’air, c’est comme inviter la poussière à entrer dans la pièce. Plus l’air circule, plus il y a de risque que des particules se déposent sur le silicium. C’est pourquoi nous avons opté pour des chauffages infrarouges. On évite ainsi complètement l’usage de l’air.
Le coût de l’attente
Les systèmes à air forcé sont lents. Il faut attendre que toute la cavité du four atteigne la température souhaitée, puis attendre encore que cette chaleur pénètre réellement dans le matériau à traiter. C’est ennuyeux. Les chauffages infrarouges, eux, utilisent des radiations électromagnétiques pour transmettre de l’énergie directement au matériau à traiter. On n’a pas besoin d’attendre que l’air se réchauffe, car l’air n’a pas d’importance.
On observe des gains importants lors du processus de durcissement et de dégazage. Un système infrarouge peut réduire les temps de traitement de 60 % à 80 %. Pour un gestionnaire de usine, c’est un énorme avantage. On peut traiter davantage de wafer par heure, sans avoir besoin de construire des pièces plus grandes.
Ce n’est pas de la magie (il y a des compromis)
Les chauffages infrarouges ne constituent pas une solution parfaite pour tout. Comme ils agissent en premier sur la surface du matériau, on peut rencontrer des problèmes de durcissement partielle : la surface du matériau se durcit, tandis que son cœur reste froid. Pour résoudre ce problème, il faut choisir soigneusement la longueur d’onde utilisée. Les ondes courtes sont idéales pour accélérer le processus, mais si l’on veut atteindre des profondeurs plus importantes dans le matériau, il vaut mieux utiliser des ondes moyennes. Tout dépend du type de matériau à traiter.
Il y a aussi le problème de la chaleur générée par les chauffages infrarouges. Si on remplace les anciens fours par des systèmes infrarouges, il faut faire attention aux systèmes de refroidissement. Si les dissipateurs de chaleur ne sont pas adaptés, ces dispositifs peuvent endommager le châssis du four.
Comment ça marche
La bonne nouvelle, c’est que le passage à des systèmes infrarouges est généralement assez simple. Il suffit de retirer les ventilateurs, de remplacer les anciens éléments par des lampes infrarouges. La différence immédiate, c’est le silence et l’absence de turbulences. Moins d’air en mouvement signifie un environnement bien plus propre pour les puces. On peut ainsi sortir les pièces plus rapidement, et les wafer restent propres. C’est simplement une meilleure manière de travailler.