Por que estamos passando para a cura por radiação infravermelha para chips sem chumbo
A tendência em direção à produção de semicondutores “verdes” e sem chumbo não é apenas uma moda – é o caminho que a indústria está seguindo. Por muito tempo, dependemos de fornos convencionais para aquecer os materiais. Mas, honestamente, aquecer uma grande quantidade de ar só para secar um wafer é um desperdício de energia. É lento, consome muita energia, e ainda causa a dispersão de partículas no ar ao redor do local de trabalho.
É por isso que passamos a usar a cura por radiação infravermelha. Em vez de aquecer todo o ambiente, a radiação infravermelha envia energia diretamente para o wafer. Sem intermediários, sem ar quente. Apenas radiação direta.
Como funciona a física por trás disso
Pense nisso da seguinte forma: as lâmpadas de radiação infravermelha são ajustadas para “falar a mesma linguagem” que o fotorelevante ou o agente de secagem. Quando a luz atinge a superfície do wafer, ela é absorvida instantaneamente. Não há necessidade de esperar que a câmara atinja uma temperatura específica. Basta acionar um interruptor para ter calor. Isso é uma grande vantagem, pois nos permite eliminar aqueles estabilizadores pesados à base de chumbo que eram necessários nos antigos fornos convencionais para suportar altas temperaturas.
Usamos especificamente radiação infravermelha de onda curta. Ela penetra mais profundamente na superfície do wafer, permitindo que as camadas superficiais se sequem rapidamente. Isso significa que o substrato de silício não precisa ficar sob calor por tanto tempo. Assim, o “orçamento térmico” fica menor, e os wafers permanecem intactos.
As desvantagens (pois nada é perfeito)
Claro, não é tudo perfeito. Quando se concentra tanta energia em um único ponto, os sensores precisam estar bem calibrados. Se os sensores de radiação infravermelha não estiverem ajustados para a frequência exata da lâmpada, pode-se superar o limite desejado. Isso pode causar danos às bordas do wafer. O segredo está em equilibrar a potência da lâmpada com um sistema de feedback preciso, para que a temperatura fique exatamente onde precisa estar.
Tornando a fábrica mais limpa
O melhor de tudo? Os sistemas de radiação infravermelha tornam a fábrica mais limpa. Não há resíduos de combustão ou correntes de ar cheias de produtos químicos circulando pela sala limpa. Para os engenheiros, isso é um sonho. As máquinas são menores, e é possível eliminar grande parte dos ductos volumosos. Isso permite que a fábrica alcance seus objetivos de neutralidade carbônica sem diminuir a produção.