Pare de desperdiçar calor: a magia do quartzo revestido com ouro
Quando se trabalha na fabricação de wafers, percebe-se rapidamente que transmitir calor para a superfície do silício é uma tarefa bastante complexa.
O problema é que a maioria das lâmpadas convencionais dispersa energia em todas as direções. Isso significa que metade da energia utilizada é gasta apenas para aquecer o chassi da máquina, em vez do próprio wafer. É um grande desperdício.
Para resolver isso, usamos escudos feitos de quartzo revestidos com ouro.
Por que ouro?
Não é apenas por questões estéticas. O ouro é excelente para refletir a luz infravermelha. Ao aplicar uma camada fina de ouro na parte traseira do quartzo, criamos, essencialmente, um espelho direcional.
Em vez de permitir que os fótons se dispersem para trás, o revestimento os direciona para a frente. Isso transforma um brilho disperso em um feixe focado. Assim, você consegue obter muito mais calor no wafer, sem precisar aumentar a conta de eletricidade.
Os materiais são importantes
Usamos quartzo porque é resistente. Ele consegue suportar ciclos rápidos de aquecimento e resfriamento sem rachar ou se danificar.
Quanto ao ouro, ele é depositado por meio de técnicas de deposição sob vácuo. Em outras palavras, ele é fixado de maneira tão firme que não se descasca ou se solta quando a temperatura sobe. Ele permanece no lugar.
As desvantagens
Porém, há um problema: quando se concentra tanta energia em uma única direção, o tempo de aquecimento diminui significativamente. Isso é bom, mas também exerce uma pressão maior sobre a superfície do wafer.
Se os controladores PID não estiverem ajustados corretamente, é possível que a temperatura ultrapasse o valor desejado. Você também precisa garantir que os sistemas de resfriamento consigam lidar com o calor restante que não atinge o wafer.
Mas, uma vez que tudo esteja bem ajustado, a situação muda completamente. Você transformou um elemento de aquecimento simples em uma ferramenta de precisão. O consumo de energia diminui, o sistema de resfriamento não precisa trabalhar tanto, e os wafers ficam consistentes a cada vez.