Ottenere più calore esattamente dove è necessario
Quando si lavora in condizioni di vuoto, si combatte una battaglia persa in partenza contro le leggi della fisica. Non si può contare sull’aria per trasportare il calore: la convezione semplicemente non avviene. Resta quindi solo la radiazione, e qui le cose diventano complicate.
Ogni singolo watt di energia che non raggiunge il wafer rappresenta calore sprecato. È un problema che i refrigeratori e le pompe a vuoto devono affrontare per eliminare quel calore in eccesso. Per evitare questo spreco, abbiamo iniziato a utilizzare riflettori rivestiti d’oro nei nostri riscaldatori a infrarossi.
Perché l’oro?
La maggior parte delle persone inizia utilizzando l’alluminio, ma in realtà l’alluminio permette alla maggior parte dell’energia infrarossa di passare attraverso di esso. L’oro invece è estremamente riflettente nei confronti delle onde infrarosse a lunga lunghezza d’onda. Si può pensare a esso come a uno specchio ad alta precisione. Invece che far irradiare il calore in tutte le direzioni, come fa una lampadina tradizionale, l’oro dirige tutta quell’energia verso il wafer. In questo modo si ottiene una concentrazione maggiore del calore, e non è necessario aumentare l’intensità dell’energia utilizzata.
I problemi legati al vuoto
In condizioni di vuoto, il tubo della lampada è praticamente “isolato”. Non può “respirare” né eliminare il calore nell’aria. Se si applica troppa energia su un’area piccola, il filamento potrebbe bruciarsi o il quarzo potrebbe rompersi. Non è certo una situazione ideale.
Abbiamo risolto questo problema modificando la geometria dei riflettori. Non si tratta semplicemente di rendere la lampada più calda: questo porterebbe soltanto a problemi. Si tratta invece di far circolare l’energia in modo più efficiente. In questo modo la lampada rimane fredda e sicura, mentre il wafer riceve il calore necessario.
I limiti
Non posso certo dire che l’oro sia una soluzione magica. Il suo costo è elevato, e questo influisce sul costo totale del prodotto. Inoltre, l’oro è sensibile: se nella camera di lavoro ci sono particelle residue o gas, queste si depositano sulla superficie dell’oro. Una volta che questa superficie diventa opaca, la capacità riflettente dell’oro diminuisce, e il riscaldamento diventa irregolare.
Se si vuole che tutto funzioni correttamente, è necessario essere meticolosi nella pulizia della camera di lavoro e mantenere l’oro pulito. In questo modo il processo di riscaldamento sarà più efficiente.