Como conseguir a temperatura correta no aquecimento por infravermelho
Se quisermos realmente reduzir a pegada de carbono nas fábricas de semicondutores, precisamos parar de depender daqueles fornos resistentivos obsoletos. Eles são simplesmente muito ineficientes. A solução é o uso do aquecimento por infravermelho. É uma maneira muito mais eficaz de trabalhar, pois o wafer é aquecido diretamente, e não todo o ambiente ao redor dele.
Mas há um problema: se você não tiver um sistema de termopares confiável, estará trabalhando às cegas. Um erro pode estragar todo um lote de silício.
O perigo do ciclo de feedback
As lâmpadas de infravermelho emitem uma grande quantidade de energia. Se o ciclo de feedback for lento, você pode ultrapassar a temperatura desejada rapidamente.
Eu geralmente prefiro termopares do tipo K ou N, dependendo da temperatura alcançada. O importante é o tempo de resposta do sensor. Se o sensor demorar alguns segundos para responder, o controlador PID continuará a enviar energia para a lâmpada. Isso pode causar danos ao aquecedor ou ao próprio wafer. É uma maneira estressante de operar a linha de produção.
Os detalhes da instalação
Não dá para simplesmente colocar um sensor comum em uma sala limpa. A liberação de gases é um grande problema, então usamos revestimentos de aço inoxidável ou cerâmica para manter tudo puro.
Além disso, há o problema das interferências elétricas. As fontes de alimentação de alta potência geram muitas interferências, então é necessário usar fios blindados. Caso contrário, as leituras ficarão imprecisas.
A localização do sensor é crucial. Se ele for colocado longe demais, as leituras serão incorretas. Mas se for colocado muito perto, a radiação direta pode danificar o sensor. É preciso encontrar o ponto ideal, onde as leituras sejam precisas, mas o hardware permaneça intacto.
Por que isso é importante para o planeta
A melhor vantagem de usar o aquecimento por infravermelho é o tempo de aquecimento. Em vez de esperar horas para que o forno atinja a temperatura desejada, basta ligar as lâmpadas e em poucos minutos já se tem a temperatura certa.
Isso economiza uma enorme quantidade de energia por wafer. Quando combinado com termopares precisos, não há mais necessidade de estimativas. O processo é realizado exatamente nos limites necessários. Sem desperdício de energia, sem superaquecimento, apenas um processo eficiente.