Pourquoi le chauffage par rayonnement infrarouge est la solution idéale pour les semi-conducteurs
L’industrie s’efforce de respecter des normes sans plomb et à faible émission de carbone. En théorie, c’est génial, mais en pratique, cela représente un sérieux problème pour ceux qui manipulent les machines.
Les fours à convection traditionnels ne servent à rien dans ce contexte : on ne peut pas faire circuler l’air dans un vide. Même si c’était possible, on disperserait simplement des contaminants partout. C’est pourquoi on utilise des chauffages par rayonnement infrarouge compatibles avec le vide. Au lieu de compter sur l’air, ces systèmes utilisent des radiations électromagnétiques pour chauffer directement le substrat. Pas de médium intermédiaire, donc pas de saletés.
Comment ça marche en réalité
En éliminant l’air, on n’a plus à se soucier de la convection. Il ne reste que le rayonnement et la conduction. On ajuste ces chauffages pour qu’ils émettent des longueurs d’onde spécifiques que le photo-résiste ou l’adhésif peuvent absorber. Comme on ne gaspille pas d’énergie à chauffer toute la pièce, l’énergie va directement dans le wafer. C’est rapide, vraiment très rapide. On passe de plusieurs heures à quelques minutes pour terminer le processus de séchage.
La partie difficile : les matériaux et la chaleur
On ne peut pas simplement placer n’importe quelle lampe dans un vide. On utilise du quartz de haute pureté ou des céramiques spécialisées, car les émissions de particules peuvent être désastreuses. Si la lampe libère ne serait-ce que quelques petites particules, le wafer sera détruit.
Il faut aussi faire attention à la puissance de la lampe. Les lampes à haute puissance génèrent rapidement de la chaleur, mais elles peuvent créer des points chauds locaux si on ne fait pas attention. Il faut équilibrer cette puissance avec la masse thermique du substrat. Sinon, le silicium pourrait se déformer.
Les avantages
En utilisant le chauffage par rayonnement infrarouge, on peut abandonner les méthodes de chauffage basées sur des solvants et réduire la consommation d’énergie de la salle blanche. De plus, c’est la meilleure façon de contrôler précisément les températures nécessaires pour les polymères écologiques et les colles sans halogènes.
Il y a cependant un inconvénient : pour connecter ces lampes dans une chambre à vide, il faut des éléments spéciaux. Si les joints ne sont pas parfaits, il y aura des fuites, et la lampe s’oxydera et finira par brûler.
C’est un compromis : on obtient une vitesse et une pureté incroyables, mais il faut absolument que le vide soit parfait pour que les lampes fonctionnent correctement.