Por que estamos nos afastando do uso de ar quente no processo semicondutor?
Pense em como o ar quente funciona: você aquece o ar, e então o ar aquece a peça. É um sistema intermediário. No processamento avançado de semicondutores, esse “intermediário” acaba sendo um obstáculo.
Vemos isso o tempo todo durante o processo de secagem: o ar precisa superar aquela camada de ar que existe sobre a superfície do substrato, o que leva muito tempo. É lento e complexo. Honestamente, é frustrante quando se está esperando pelo fim do processo.
Já os raios infravermelhos contornam esse problema. Em vez de esperar que o ar faça seu trabalho, os emissores de infravermelhos enviam energia diretamente para o alvo. É mais eficiente. Mas, como a energia dos raios infravermelhos é tão intensa, não dá para simplesmente “definir tudo e esquecer”. É aí que entram os controladores digitais de infravermelhos. Eles utilizam circuitos PID para manter a temperatura estável, evitando que a temperatura ultrapasse os limites desejados e estrague o processo.
O verdadeiro benefício? O tempo.
Com o ar quente, você fica preso esperando. Se mudar as especificações do processo, precisa esperar até que toda a câmara se aqueça. É uma perda de tempo.
Já com os raios infravermelhos, é possível atingir a temperatura desejada em segundos. Isso significa que é possível processar mais wafers sem precisar de mais espaço físico. A energia é direcionada exatamente para onde é necessária – para a própria peça – sem ser desperdiçada no ar ao redor.
Mas há um detalhe importante: não basta simplesmente trocar o aquecedor. Os raios infravermelhos geram muita calor em um espaço pequeno. A superfície da peça esquenta rapidamente, mas o interior ainda pode demorar a esquentar. É preciso um controlador capaz de gerenciar a temperatura em várias etapas, mantendo-a estável.
E um conselho: preste atenção ao sistema de resfriamento. Se o sistema de resfriamento for fraco demais, esse calor repentino pode causar danos aos componentes sensíveis. Sempre recomendo o uso de um sistema de controle em circuito fechado, com um pirômetro de resposta rápida. Isso mantém a temperatura da superfície dentro de uma faixa estreita de ±1°C, o que permite dormir melhor à noite.
A maioria das linhas de produção de alta precisão já está passando a usar controle digital por infravermelhos. Faz sentido. Não há mais necessidade de aquecer grandes volumes de ar sem motivo. Basta configurar os parâmetros, e o tempo de processamento diminui drasticamente.