Perché abbandoniamo l’uso dell’aria forzata a favore dei riscaldatori a radiazioni infrarosse nelle stanze pulite
La maggior parte delle linee di produzione di semiconduttori continua ad utilizzare forni alimentati da aria forzata. È il metodo tradizionale: si riscalda l’aria, e poi si spera che questa aria possa riscaldare il componente da trattare. Il problema è che questo processo richiede molto tempo. Inoltre, nelle stanze pulite, spostare grandi quantità d’aria equivale praticamente ad “invitare” la polvere a depositarsi sui componenti. Più aria si muove, maggiori sono le probabilità che delle particelle finiscano sui componenti in silicio. Ecco perché abbiamo optato per i riscaldatori a radiazioni infrarosse: così non c’è bisogno di utilizzare l’aria affatto.
Il costo dell’attesa
L’uso dell’aria forzata è lento: bisogna aspettare che tutta la camera del forno raggiunga la temperatura desiderata, e poi aspettare ancora affinché il calore penetri realmente nel componente da trattare. È un processo noioso.
I riscaldatori a radiazioni infrarosse, invece, utilizzano radiazioni elettromagnetiche per trasferire energia direttamente sul componente. Non c’è bisogno di aspettare che l’aria si riscaldi, visto che l’aria stessa non ha alcuna importanza.
I vantaggi più evidenti si notano durante i processi di cura e di degassificazione: i riscaldatori a radiazioni infrarosse possono ridurre i tempi di elaborazione del 60-80%. Per un responsabile di produzione, questo rappresenta un enorme vantaggio: si possono elaborare più wafer all’ora, senza dover costruire ambienti più grandi.
Non è magia… ci sono dei compromessi
I riscaldatori a radiazioni infrarosse non rappresentano certo la soluzione perfetta per ogni situazione. Poiché le radiazioni colpiscono prima la superficie del componente, può verificarsi il fenomeno della “cottura superficiale”: in questo caso, solo la superficie del componente si riscalda, mentre il nucleo rimane freddo.
Per risolvere questo problema, è necessario scegliere con attenzione la lunghezza d’onda delle radiazioni. Le onde corte sono ottime per velocizzare i processi, ma se si vuole riscaldare il materiale in modo più profondo, è necessario utilizzare onde medie. Tutto dipende dal tipo di materiale da trattare.
Inoltre, il calore generato dai riscaldatori a radiazioni infrarosse può essere molto intenso. Se si sostituiscono questi dispositivi nei forni tradizionali, è necessario prestare attenzione ai sistemi di raffreddamento. Se i dissipatori di calore non sono adeguati, i riscaldatori potrebbero danneggiare il telaio del forno stesso.
Come funziona
La buona notizia è che il passaggio ai riscaldatori a radiazioni infrarosse è generalmente abbastanza semplice: basta rimuovere i ventilatori e gli elementi vecchi, e inserire al loro posto le lampade a radiazioni infrarosse.
La differenza immediata è rappresentata dal silenzio e dalla mancanza di vibrazioni. Meno aria in movimento significa un ambiente molto più pulito per i chip. I componenti vengono pronti più velocemente, e i wafer rimangono puliti. È semplicemente un modo migliore per lavorare.