Infrarrojos vs. aire caliente: Deje de perder tiempo con sus obleas
Piense en cómo funciona el aire caliente. Primero se calienta el aire, y luego ese aire calienta a su vez la oblea. Es un proceso lento. Hay un retraso molesto en el que simplemente hay que esperar. En los procesos avanzados de semiconductores, ese retraso no es solo un inconveniente, sino también una pérdida de costos.
La calefacción por infrarrojos elimina al intermediario. En lugar de tratar de calentar el aire, la energía se transmite directamente sobre la superficie de la oblea.
¿Por qué es realmente más rápido?
El aire es un pésimo conductor de calor. Si se utiliza la convección, se pasan minutos intentando llevar la temperatura de la cámara al nivel deseado. Con las lámparas de infrarrojos, se alcanza la temperatura deseada en segundos.
Aquí es donde realmente brilla el procesamiento térmico rápido (RTP). Al ajustar la longitud de onda, se puede controlar hasta qué profundidad llega el calor en el silicio. Es mucho más eficiente que calentar toda la pared de la cámara para lograr que una sola oblea alcance los 600°C.
La distancia “perfecta”
No se puede colocar la lámina de infrarrojos demasiado cerca de la oblea. Eso resultaría en puntos calientes localizados, o incluso en daños en los bordes de la oblea. Pero si se coloca demasiado lejos, el flujo de calor disminuye y vuelven esos largos tiempos de espera.
Se trata de encontrar ese equilibrio perfecto. Calculamos la distancia adecuada en función de la potencia necesaria por centímetro cuadrado, para asegurarnos de que el calor se distribuya uniformemente por toda la oblea.
La desventaja
El problema es que, aunque la calefacción por infrarrojos es rápida, no es tan tolerante como el aire caliente. El aire caliente ofrece una especie de amortiguador natural. Los infrarrojos, en cambio, son muy agresivos. Si el controlador PID no está bien ajustado o los sensores funcionan mal, se podrá superar la temperatura deseada antes de darse cuenta.
Se necesitan circuitos de retroalimentación que actúen rápidamente para apagar las lámparas en cuanto se alcance la temperatura deseada. Además, es necesario asegurarse de que el suministro de energía pueda soportar la gran cantidad de corriente que requieren estas lámparas, sin que haya caídas de voltaje.