Nella linea di produzione da 300 mm, i tempi di fermo non pianificati e la presenza di particelle rappresentano dei problemi significativi. Da anni si utilizzano forni a convezione per il processo di essiccazione e cottura, ma il loro funzionamento è lento; inoltre, può verificarsi una deviazione nella temperatura, e il flusso d’aria può sollevare particelle che influiscono negativamente sulla qualità del prodotto finale. Quando i tempi di processo vengono misurati in secondi e gradi, l’uso delle radiazioni infrarosse permette di ottenere un profilo termico migliore: più veloce, preciso e efficace.
Dal punto di vista tecnico, ciò che conta è il percorso del calore. Le radiazioni infrarosse colpiscono direttamente la superficie del wafer, grazie all’uso di emettitori a onde corte o medie, in grado di fornire un riscaldamento rapido e controllato. Si ottiene così una uniformità della temperatura su tutto il wafer entro ±0,1°C; inoltre, sono possibili processi di cottura ripetibili e precisi, con un recupero della temperatura in meno di un secondo dopo l’apertura della porta del forno. È possibile raggiungere livelli di pulizia pari a Classe 1–100, poiché non ci sono ventilatori in circolazione e i percorsi ottici sono sigillati, riducendo così al minimo la formazione di particelle. Anche il consumo energetico diminuisce, visto che l’energia viene utilizzata per riscaldare il wafer, e non le pareti della camera o l’aria circostante.
Nei laboratori di litografia, i tempi di ciclo e il controllo dei difetti sono fondamentali. I moduli a radiazioni infrarosse possono essere integrati nei dispositivi di rotazione o in stazioni di cottura separate, permettendo così di ridurre i tempi di cottura e essiccazione senza danneggiare il fotoresposto. I vantaggi sono un controllo più preciso delle dimensioni critiche, una minore densità di difetti e tempi di processo stabili anche tra diversi lotti di produzione.
Se si lavora su larga scala, la affidabilità dei sistemi a radiazioni infrarosse rimane elevata: gli apparecchi possono funzionare per oltre 5.000 ore, con una diminuzione della produzione inferiore al 5%, consentendo così un funzionamento continuo 24/7. Si tratta di una soluzione progettata appositamente, conforme agli standard internazionali, e già testata in contesti industriali reali.
Bisogna ricordare che le radiazioni infrarosse sono particolarmente utili per film sottili e fotoresposti, quando è necessario un riscaldamento rapido e uniforme della superficie. Tuttavia, è necessario controllare l’emissività e la riflettività dei materiali utilizzati. Per implementare questo sistema, è necessario abbinare lo spettro degli emettitori allo strato di film e calibrare i sensori di temperatura in relazione al wafer stesso, e non alla struttura su cui è posizionato. L’installazione è semplice, ma è necessario pianificare un breve periodo di collaudo per impostare correttamente i parametri e verificare le prestazioni del nuovo sistema.