Pourquoi nous remplaçons l’air chaud par les rayons infrarouges dans les outils de traitement des wafer
Si vous cherchez à accélérer le traitement des semi-conducteurs, il est nécessaire d’identifier où se perdent les temps. Pour beaucoup d’entre nous, ce goulot d’étranglement réside dans le processus de chauffage.
La plupart des systèmes traditionnels reposent sur l’air chaud. C’est un processus lent : on chauffe l’air, qui à son tour chauffe le wafer. C’est comme essayer de chauffer une pièce avec un radiateur – cela prend énormément de temps.
Le chauffage par rayons infrarouges élimine cet intermédiaire. Il utilise des radiations électromagnétiques pour chauffer directement la surface du wafer. C’est rapide… vraiment très rapide. Et cela change complètement le fonctionnement de votre processus de production.
Les défis liés au temps de réponse
Lorsque l’on utilise une convection forcée, on doit faire face à l’inertie thermique. Il faut attendre que les éléments de chauffage et tout l’air présent dans la chambre atteignent la température souhaitée avant que le wafer ne commence à ressentir cette chaleur. Le chauffage est donc lent, tout comme le refroidissement.
Les lampes à rayons infrarouges sont différentes. Dès que vous activez l’appareil, la chaleur est immédiatement présente. Dès que vous arrêtez l’alimentation électrique, le flux de chaleur diminue immédiatement. Cela permet de contrôler plus précisément les températures. On obtient ainsi des rampes de chauffage plus rapides, sans avoir besoin de laisser le wafer reposer pendant longtemps.
Économiser de l’espace et gagner de l’argent
Comme le chauffage par rayons infrarouges n’a pas besoin de grandes chambres pour faire circuler l’air, on peut réduire la taille de la zone de chauffage. La taille de l’outil diminue, ce qui est toujours un avantage dans une usine surchargée.
Mais le vrai avantage, c’est le nombre de wafer traités par heure. En évitant d’attendre que l’air se mette en mouvement, on gagne quelques secondes à chaque cycle. Dans un environnement à fort volume de production, ces quelques secondes représentent une véritable augmentation de la capacité de production.
Les inconvénients (car il y en a toujours)
Mais le chauffage par rayons infrarouges n’est pas un solution miracle. Comme la chaleur est directionnelle, il existe un risque réel de points chauds et de points froids sur le wafer. On ne peut pas simplement placer une lampe et espérer obtenir une température uniforme.
Il faut donc utiliser des systèmes à plusieurs zones pour équilibrer les températures, ainsi que des capteurs très précis pour surveiller la température. De plus, si le système de refroidissement n’est pas conçu pour gérer ces pics de température rapides, on risque de voir des dépassements indésirables.
Nous avons découvert que la meilleure façon de gérer cela est de combiner les systèmes à rayons infrarouges avec des pyromètres haute vitesse. C’est la seule façon de maintenir une température précise – à savoir ±1°C.