Arrêtez de compter sur votre four : pourquoi le chauffage par rayonnement infrarouge est supérieur pour le semi-traitement des semi-conducteurs
Si vous utilisez toujours de l’air forcé pour le traitement approfondi des semi-conducteurs, vous payez en réalité une sorte de « taxe temporelle » tous les jours.
Pensez à fonctionnement de l’air forcé : on chauffe l’air, puis on espère que cet air va chauffer la puce. C’est un processus inefficace. Il y a un délai entre le moment où l’air est chauffé et celui où il atteint la puce. C’est comme essayer de réchauffer une pièce avec un radiateur situé de l’autre côté du couloir.
Le chauffage par rayonnement infrarouge élimine ce milieu intermédiaire. Il utilise des rayonnements électromagnétiques pour transmettre directement de l’énergie au substrat. Pas besoin d’attendre que l’air chauffe.
La différence de vitesse est incroyable.
Avec de l’air chaud, on lutte contre l’inertie thermique. Il faut beaucoup de temps pour changer la température d’un grand volume d’air – généralement des minutes. Mais avec les lampes infrarouges ? Elles atteignent leur cible en quelques secondes.
C’est là que le processeur thermique rapide (RTP) devient vraiment utile. Si votre processus exige une augmentation de température de 100°C par seconde, la convection ne peut pas suivre. C’est physiquement impossible. Les lampes infrarouges, elles, le font instantanément.
Mais il y a un problème : lorsque les choses se passent si rapidement, il faut être prudent.
Comme le chauffage par rayonnement infrarouge est très efficace, il est facile de dépasser la température souhaitée. On ne peut pas se permettre d’être seulement « assez proche » de la température cible. Il faut utiliser des thermocouples haute vitesse – généralement de type K ou platine-rhodium – et ils doivent être placés directement en contact avec la surface de la puce.
Les capteurs doivent également être légers. Si le capteur est trop volumineux, cela crée un délai supplémentaire. Avant que le contrôleur ne s’aperçoive que la température a augmenté, la puce a déjà été endommagée.
Ce n’est pas de la magie pour autant. Il y a des compromis à faire.
Le chauffage par rayonnement infrarouge est directionnel. Alors que l’air forcé uniformise naturellement la température dans toute la chambre, le chauffage infrarouge peut créer des zones trop chaudes si l’arrangement des lampes n’est pas parfait. Il faut donc être très précis dans la gestion des zones de chauffage.
Et puis, il y a le problème de la charge thermique. Les lampes infrarouges à haute puissance génèrent une énorme quantité d’énergie. Si les systèmes de refroidissement ne sont pas suffisants, vos composants électroniques seront endommagés.
Néanmoins, pour ceux qui veulent traiter plus de puces en moins de temps, c’est la solution idéale. On passe ainsi d’un processus de 20 minutes à un processus de 30 secondes.