Ottenere il massimo calore sulla wafer
Quando si lavora in condizioni di vuoto, sorge un problema: non c’è convezione, quindi non c’è aria che possa trasportare il calore. L’unica soluzione è utilizzare la radiazione, ma qui le cose diventano più complesse.
Se si vuole progettare un riscaldatore a infrarossi per le wafer, il principale problema da affrontare è la “perdita di calore”. Non si vuole che l’energia preziosa vada dispersa lungo le pareti della camera di lavoro; bisogna che il calore raggiunga direttamente la superficie della wafer. Punto.
Perché scegliamo l’oro
Si potrebbe essere tentati di utilizzare alluminio lucidato o acciaio inossidabile… Ma non farlo. Questi materiali assorbono troppa energia. Noi invece utilizziamo rivestimenti in oro ad alta purezza. Perché? Perché l’oro è ottimo nel trattamento delle radiazioni infrarosse: riflette oltre il 98% di tali radiazioni. Avvolgendo l’elemento riscaldante in oro, in pratica diciamo al calore: “Non andare verso le pompe di vuoto o il guscio esterno del dispositivo… Torna sulla wafer”. In questo modo, ogni watt di energia utilizzato viene effettivamente impiegato per riscaldare la wafer.
Focalizzare il calore
Ma non basta semplicemente riflettere la luce: dobbiamo anche dirigerla verso il punto desiderato. Curvando quel rivestimento in oro, possiamo creare una “zona calda” concentrata. Questo rappresenta un grande vantaggio: si raggiungono più rapidamente le temperature desiderate, e il calore rimane uniforme su tutta la superficie della wafer. La cosa migliore? Si ottiene una densità di calore elevata senza dover aumentare eccessivamente la tensione, evitando così danni all’elemento riscaldante.
I limiti
L’oro è effettivamente un materiale eccellente, ma è anche fragile. Non si può utilizzare alcun tipo di strumento abrasivo o sostanza chimica aggressiva per pulire i rivestimenti in oro: altrimenti il rivestimento verrà distrutto. Una volta che ciò accade, l’efficienza del sistema diminuisce notevolmente. Inoltre, poiché il calore è così concentrato, è necessario prestare attenzione alla massa termica della wafer: altrimenti potrebbero formarsi delle zone particolarmente calde.
Quando è utile utilizzare questo sistema
Questo sistema a base di rivestimenti in oro è ideale per processi di riscaldamento ad alta velocità. Riduce i tempi di riscaldamento e evita lo spreco di energia. Un consiglio utile: assicuratevi che i supporti di fissaggio siano correttamente posizionati. Non vogliamo certo che ci sia attrito meccanico sui rivestimenti in oro.