Ajustar las temperaturas adecuadamente en los sistemas de calentamiento por lámparas infrarrojas
Si realmente queremos alcanzar los objetivos de neutralidad carbónica en la fabricación de chips, debemos dejar de usar hornos resistentivos para calentar toda la cámara en la que se realizan las operaciones. Es un desperdicio. La solución está en utilizar sistemas de lámparas infrarrojas, ya que así se puede calentar directamente las obleas.
Pero aquí está el problema: las lámparas infrarrojas generan calor muy rápidamente. Para evitar que las cosas se salgan de control, se necesita un termopar o pirómetro capaz de manejar esospicos de temperatura sin perder precisión.
El bucle de retroalimentación
En este sistema, el termopar no es solo un termómetro; en realidad, funciona como una especie de “póliza de seguro” contra la posibilidad de obtener obleas dañadas. Por lo general, preferimos sensores de tipo K o N de alta calidad. ¿Por qué? Porque pueden soportar los rápidos cambios de temperatura que generan las lámparas infrarrojas. Si el sensor es lento, se superará la temperatura deseada. Una vez que eso ocurra, el perfil de dopaje de las obleas se verá afectado, y el silicio resultará inútil. Nosotros buscamos tiempos de respuesta de milisegundos para mantener el bucle PID estable y predecible.
Manejando el calor y las desviaciones
El interior de las herramientas utilizadas en la fabricación de semiconductores representa un verdadero desafío para el hardware. Hay una alta densidad de calor y además, se debe lidiar con el vacío. Para evitar que los cables se dañen, utilizamos cables aislados con materiales como Inconel o acero inoxidable. Pero existe otro problema: la desviación en la medición de la temperatura. Se trata de una pérdida gradual de precisión con el tiempo. Puede parecer algo insignificante, pero si la temperatura se desvía incluso 2°C, se podría arruinar todo un lote de productos. Es un problema que no queremos tener. Por eso recomendamos realizar una verificación de calibración cada 500 horas de funcionamiento. Así, podemos detectar cualquier problema antes de que sea demasiado tarde.
Los compromisos
Integrar este sistema en un sistema de neutralidad carbónica conlleva sus propios problemas, principalmente la interferencia electromagnética generada por las fuentes de alimentación de las lámparas. Si no se utilizan cables blindados, se producirán picos de ruido en las lecturas, lo que dificultará la obtención de datos precisos. Además, siempre hay un compromiso: las sondas de alta sensibilidad ofrecen datos precisos, pero son frágiles. Se tiene que sacrificar algo de resistencia para lograr esa precisión. Si se utiliza una línea de producción de alto rendimiento con mucho movimiento, es necesario asegurarse de que los soportes de las sondas sean sólidos. De lo contrario, las vibraciones podrían dañar las sondas.