Porozmawiajmy o technologii utwardzania waferów za pomocą promieniowania podczerwonego
Odrzuciliśmy te stare piece konwekcyjne i przechodzimy na metody utwardzania przy użyciu promieniowania podczerwonego. Dlaczego? Ponieważ standardy „zielone” i „bez ołowiu” w nowoczesnych fabrykach to już nie tylko zalecenia – to obowiązkowe wymogi.
Główna różnica polega na sposobie dostarczania ciepła. Zamiast nagrzewać ogromną komorę wypełnioną powietrzem, promieniowanie podczerwone oddziałuje bezpośrednio na powierzchnię wafera.
To wszystko dotyczy fizyki. Wyobraźmy sobie, jak słońce ogrzewa naszą skórę w chłodny dzień. Nie czekamy, aż otaczające nas powietrze się nagrzeje; natychmiast odczuwamy ciepło. Promieniowanie podczerwone wykorzystuje falę elektromagnetyczną, aby przenieść ciepło od lampy do wafera. Bez pośredników, bez marnowania energii na nagrzewanie dużych ilości azotu.
Proces utwardzania przebiega błyskawicznie – mowa tu o sekundach, a nie minutach. To właśnie tutaj osiąga się największe oszczędności energii.
Zadbanie o element „zielony”
Lutowka bez ołowiu jest dość delikatna. Dobrze radzi sobie z wysokimi temperaturami, ale jeśli parametry termiczne nie będą odpowiednie, substrat może zostać uszkodzony. Za pomocą promieniowania podczerwonego możemy dostosować długość fali tak, aby odpowiadała temu, co materiały wafera są w stanie pochłonąć.
Ponadto to rozwiązanie jest bardziej ekologiczne – brak grzewania gazowego oznacza brak emisji VOC i dwutlenku węgla. To idealne rozwiązanie dla czystych pomieszczeń przemysłowych – żadnego spalania, żadnych oparów, żadnego zagrożenia kontaminacją.
Trudny problem: odstęp pomiędzy lampą a waferem
Tu właśnie często pojawiają się problemy u inżynierów. Chodzi o odległość pomiędzy lampą a waferem. Jeśli odstęp będzie zbyt mały, istnieje ryzyko powstania gorących punktów lub nawet topnienia fotorezystu. Jeśli natomiast odstęp będzie zbyt duży, efektywność procesu spada, a my tracimy czas. Zwykle ustalamy tę odległość, biorąc pod uwagę moc lampy oraz masę cieplną wafera.
Jeszcze jedna rzecz, na którą należy zwrócić uwagę: wysoka intensywność promieniowania podczerwonego stanowi duże obciążenie dla układów chłodzenia. Jeśli spróbujemy przyspieszyć proces utwardzania poprzez zwiększenie mocy lampy, wymienniki ciepła muszą być wystarczająco silne, aby usunąć ciepło z krawędzi wafera. Jeśli tego nie zrobią, wafer może się zdeformować. A nikt tego nie chce.