Pourquoi nous passons au séchage par rayonnement infrarouge pour les semi-conducteurs sans plomb
L’industrie s’efforce de respecter des normes « vertes » et exemptes de plomb. Cela semble idéal en théorie, mais cela rend la fabrication plus complexe dans la pratique.
Pendant longtemps, nous avons utilisé des fours à convection. Le problème ? On chauffe essentiellement un volume d’air. C’est une perte d’énergie, et c’est aussi un risque : l’air en mouvement peut provoquer la formation de particules qui finissent par se déposer directement sur les wafer.
C’est pourquoi nous utilisons le séchage par rayonnement infrarouge. Au lieu de chauffer l’air, nous utilisons des radiations électromagnétiques pour chauffer directement la surface du wafer. Pas de médiateur, pas d’air chaud : juste de l’énergie directement là où elle est nécessaire.
Trouver la bonne distance
Avec le rayonnement infrarouge, la distance entre la lampe et le substrat est cruciale. C’est le seul paramètre que l’on peut contrôler pour réguler la température.
Le rayonnement infrarouge à ondes courtes est excellent, car il pénètre profondément dans la couche de photorésine ou d’adhésif, ce qui permet un séchage rapide. Mais il faut faire attention. Si la lampe est trop proche, des points chauds peuvent apparaître, voire les bords du wafer peuvent être endommagés. Si elle est trop éloignée, la densité thermique diminue, ce qui ralentit le processus de séchage.
Nous passons beaucoup de temps à calibrer cette distance, en fonction de la puissance de la lampe et de la température requise par le wafer. Il s’agit de trouver ce point idéal où la chaleur est uniformément répartie sur tout le disque du wafer.
Moins de gaspillage, plus de vitesse
Le séchage par rayonnement infrarouge est un processus « sec ». On n’a pas besoin de gérer des fluides de chauffage complexes ou des consommations électriques élevées pour maintenir une chambre à haute température.
Le meilleur avantage, c’est le temps de démarrage : ces lampes atteignent leur température de fonctionnement en quelques millisecondes. On n’a pas besoin d’attendre une heure que la machine soit prête avant de pouvoir commencer à travailler.
Le défaut : gérer la chaleur
Il y a cependant un compromis à prendre en compte. Les lampes à rayonnement infrarouge à haute intensité génèrent une grande quantité d’énergie. Alors que le wafer reçoit exactement ce dont il a besoin, la boîtier de la lampe et le cadre de la machine subissent également des dommages.
On ne peut pas simplement placer ces lampes dans un châssis quelconque en espérant que tout fonctionnera bien. Si le système de refroidissement ne suffit pas, la chaleur rayonnante provenant du wafer endommagera les lampes.
Tout dépend donc du système de refroidissement. S’il fonctionne correctement, les équipements dureront plus longtemps. Sinon, il faudra remplacer les lampes très fréquemment, ce qui est coûteux.