Hören Sie auf, auf die Heizgeräte zu warten: Warum IR-Heizung besser ist als heiße Luft
Ich sehe immer noch viel zu viele Halbleiterproduktionslinien, die auf die Verwendung von heißer Luft zur Erwärmung angewiesen sind. Das ist schließlich eine veraltete Methode – und ehrlich gesagt, eine Zeitverschwendung.
Der eigentliche Nachteil besteht darin, dass man lange warten muss, bis das Material die richtige Temperatur erreicht hat. Man verbringt Minuten damit, darauf zu warten, dass das Substrat warm wird – dabei sollte man eigentlich nur den Raum erwärmen, bevor das Teil überhaupt etwas spürt. Das ist reine Zeitverschwendung.
Der schnelle Weg
Mit Infrarot-Heizung ändert sich das. Anstelle davon, mit der Luft zu arbeiten, strahlen die IR-Emitter Energie direkt in das Material ab. Das ist wie der Unterschied zwischen dem Warten darauf, dass ein Raum warm wird, und dem Betreten eines Sonnenstrahls. Man muss nicht mehr Minuten, sondern nur Sekunden warten. Bei der Herstellung großer Stückzahlen ist das ein enormer Vorteil. Man spart nicht nur Energiekosten, sondern gewinnt auch Zeit.
Achten Sie darauf, dass die Kabel nicht schmelzen
Der Haken bei IR-Heizern ist, dass sie extrem heiß werden – und zwar sehr konzentriert. Wenn man normale PVC- oder Silikonkabel verwendet, gibt es Probleme: Die Kabel schmelzen oder beginnen Gas abzugeben – was in einem Reinraum absolut unerwünscht ist. Deshalb verwenden wir Kabel, die mit Teflon (PTFE) überzogen sind. Diese Kabel können die Hitze gut aushalten – ohne kaputtzugehen. Zudem kümmern sie sich nicht um die aggressiven Chemikalien, die beim Ätzen oder Deposition entstehen. Sie funktionieren einfach.
Die Kompromisse
IR-Heizung ist zwar keine „Wunderwaffe“, aber man kann sie trotzdem nutzen. Da IR-Heizung nur dann wirkt, wenn die Strahlung direkt auf das Material trifft, muss man sorgfältig darüber nachdenken, wo man die Lampen platziert. Wenn man etwas daneben liegt, entstehen kalte Stellen auf dem Wafer. Außerdem besteht das Risiko von thermischen Schocks, wenn man die Erwärmungsrate zu hoch setzt. Man braucht daher einen guten PID-Controller, damit alles im Griff bleibt.
Wenn Sie eine neue Produktionslinie planen, ist IR-Heizung die beste Lösung. Sie beseitigt das Problem der langsamen Erwärmung. Achten Sie jedoch darauf, dass die Kabel mit PTFE überzogen sind – damit Sie später keine kaputten Kabel haben.