Mantendo tudo limpo: Por que usamos quartzo de alta pureza para o aquecimento em fábricas de semicondutores
Quando se trabalha em uma sala limpa de classe 100, o aquecimento não é apenas uma questão de elevar a temperatura dos materiais. É uma batalha constante contra partículas indesejadas.
Os elementos de aquecimento padrão são um verdadeiro problema nesses ambientes. Eles liberam fragmentos de si mesmos e também emitem compostos orgânicos voláteis (COVs), que podem destruir lotes inteiros de wafers em segundos. Para evitar isso, colocamos as lâmpadas infravermelhas atrás de escudos feitos de quartzo de alta pureza.
Aqui está o motivo pelo qual isso é importante: a maioria dos vidros contém impurezas como boro ou sódio. Em altas temperaturas, essas impurezas começam a se mover. Isso não é nada bom quando se tenta manter os wafers intactos. Usamos sílica fundida porque ela é extremamente pura, então não há nada para vazar. Além disso, ela suporta bem os choques térmicos. É possível aumentar a potência das lâmpadas rapidamente, sem preocupações com o risco de ruptura do escudo.
Mas o material por si só não é suficiente. O verdadeiro segredo está no acabamento do quartzo. Polimos o quartzo até que fique tão liso quanto um espelho. Por quê? Porque pequenas irregularidades na superfície funcionam como “ímãs” para poeira. Uma superfície lisa impede que as partículas se escondam. Assim, o escudo funciona como uma barreira, impedindo que resíduos cheguem ao ambiente de trabalho.
Porém, há um detalhe importante: o quartzo de alta pureza permite a passagem de ondas infravermelhas de curta distância, mas não funciona como isolante. Isso significa que o calor intenso será direcionado exatamente para onde desejamos, mas a estrutura que protege as lâmpadas também ficará quente.
É preciso ter cuidado com o sistema de refrigeração. Seja usando ventiladores ou sistemas de refrigeração por água, é necessário ter um plano para lidar com esse calor refletido. Se o fluxo de ar for insuficiente, as extremidades das lâmpadas podem se danificar, assim como os conectores.
Projetamos esses componentes para serem substituídos facilmente. Em linhas de produção de alta precisão, até mesmo uma pequena partícula de poeira pode causar grandes problemas.