Warum wir die Öfen zugunsten von Infrarot-Systemen aufgeben
Lange Zeit bedeutete das Trocknen und Aushärten von Halbleitern, sie in einen großen Konvektionsofen zu legen. Doch das ändert sich nun. Die meisten von uns wandeln sich dazu hin, Infrarot-Systeme zu verwenden. Es geht dabei nicht nur um die Einhaltung von „grünen“ Vorgaben oder Regeln bezüglich des Verzichts auf Blei – sondern auch darum, dass die alte Methode einfach verschwenderisch ist.
Infrarotstrahlung heizt nicht die gesamte Luft im Raum auf. Sie sendet die Energie direkt auf das Substrat. Die Magie der direkten Heizung
Stellen Sie sich einen herkömmlichen Ofen vor: Man benötigt eine Ewigkeit, um den gesamten Ofen zu erwärmen, nur um ein paar Wafer zu erwärmen. Das ist eine Verschwendung von Energie.
Mit Infrarotlampen hingegen wird elektromagnetische Strahlung verwendet. Diese strahlt gezielt auf die jeweilige Beschichtung oder das Klebstoffmaterial ab. Dadurch werden die gewünschten Temperaturen in Sekunden erreicht – nicht in Minuten. Dadurch sinken die Energiekosten und die Luft bleibt sauber. Es entstehen keine Abgase oder schädliche Stoffe. Das passt perfekt zu dem anspruchsvollen Umfeld in modernen Fabriken.
Alles hängt von der Konstruktion ab
Man kann einfach nicht einfach ein paar Lampen in eine Kartonbox stecken und damit fertig sein. Wenn man in einem Reinraum arbeitet, ist die Konstruktion der Geräte entscheidend. Wir verwenden hochwertigen Edelstahl für die Gehäuse der Heizgeräte. Sie müssen präzise hergestellt werden. Warum? Denn wenn die Fertigung ungenau ist, können Staubpartikel in die Umgebung gelangen. Eine einzige Staubpartikel kann bereits dazu führen, dass eine ganze Charge an Siliziumprodukten ruiniert wird.
Für die Heizung verwenden wir meist Quarz-Halogenlampen. Sie sind intensiv, klein und können schnell auf die gewünschte Temperatur gebracht werden.
Die schwierige Seite
Infrarotstrahlung ist zwar schnell – doch sie kann auch unzuverlässig sein. Wenn die Geometrie des Reflektors etwas falsch ist, entstehen Hotspots. Man kann die Lampen einfach nicht so zusammenbauen, wie es eben geht. Man muss Zeit investieren, um die Entfernung und den Winkel so einzustellen, dass die Wärme gleichmäßig über die Wafer verteilt wird. Wenn das nicht klappt, verformen sich die Wafer oder trocknen ungleichmäßig aus. Das ist problematisch. Deshalb setzen wir auf präzise PID-Steuerungen. Man muss darauf achten, die Temperatur nicht zu überschreiten – sonst verbrennt man das Substrat.