Come ottenere una cottura corretta delle wafer senza sprecare energia
Se si vuole raggiungere la neutralità carbonica in una fabbrica di semiconduttori, tutto dipende da come si gestisce il calore. Quando si procede alla cottura delle wafer – ovvero quando si cerca di indurire i fotoresist o di eliminare i solventi presenti – non è certo opportuno sprecare energia.
Il segreto non sta necessariamente nell’utilizzare un riscaldatore più potente. È importante assicurarsi che il calore vada effettivamente sulla wafer, invece di riscaldare solo il corpo macchina. È qui che entrano in gioco i riflettori a infrarossi ad alta riflettività.
Smettete di sprecare metà dell’energia
Pensate a una lampadina standard: essa irradia calore in tutte le direzioni, ovvero a 360 gradi. In un sistema di cottura, ciò significa che metà dell’energia viene semplicemente sprecata. Utilizziamo riflettori rivestiti d’oro o di alluminio per riindirizzare quei fotoni verso il substrato. In questo modo, si riesce a concentrare più calore sulla superficie della wafer.
La cosa migliore è che si può ridurre la potenza della lampadina o aumentare la velocità del nastro trasportatore. In questo modo, si consuma meno energia e si riduce il calore disperso nella stanza. È davvero una soluzione vincente.
Scegliere i materiali giusti
Di solito, si utilizzano leghe di alluminio ad alta purezza o leghe rivestite d’oro. L’oro è considerato lo standard di riferimento: riesce a resistere a temperature estreme senza ossidarsi. Tuttavia, naturalmente, il suo costo è elevato.
Il problema è che, se si utilizza un sistema ad alta potenza, anche il Riflettore subisce grandi sollecitazioni termiche. Bisogna quindi assicurarsi che il riflettore sia ben protetto. Se diventa troppo caldo, il rivestimento inizia a deteriorarsi. Ciò comporta la formazione di “punti caldi” sulla wafer, e in breve tempo l’intera produzione viene rovinata a causa di una cottura irregolare.
Il compromesso: la precisione è fondamentale
Passare a un sistema “verde” e ridurre l’energia necessaria per la cottura delle wafer sembra una soluzione ideale: il sistema riesce infatti a raggiungere la temperatura desiderata molto più rapidamente. Tuttavia, c’è un problema: per concentrare il calore in modo efficace, è necessario che la posizione della wafer sia perfettamente precisa. Se la wafer si sposta anche di pochi millimetri, l’intensità del calore diminuisce drasticamente. Non si può improvvisare: è necessario utilizzare un sistema meccanico preciso per mantenere la wafer esattamente nel punto focale. Inoltre, è necessario utilizzare un controllore PID preciso per evitare che la temperatura superi i limiti consentiti, causando danni ai bordi della wafer.