Warum wir auf Infrarot-Hitzeeinrichtungen umgestiegen sind
In einer Halbleiterfabrik ist „Sauberkeit“ nicht nur ein Ziel – sie ist das Wichtigste überhaupt. Schon die geringste Menge an Rückständen kann eine ganze Charge ruiniieren. Lange Zeit wurden dazu Konvektionsöfen verwendet. Doch seien wir ehrlich: Das Heizen mit heißer Luft ist riskant. Im Grunde genommen werden damit Partikel durch den Raum geschleudert – und es wird jede Menge Energie verschwendet, um die Luft sowie die Wände zu erhitzen.
Deshalb haben wir auf Infrarotheizgeräte umgestellt. Anstelle des Heizens des gesamten Raumes wird nun direkt das Substrat erhitzt.
Die Vorteile der direkten Wärme
Stellen Sie sich vor, Sie stehen an einem kalten Tag in der Sonne. Sie brauchen nicht unbedingt eine Lufttemperatur von 80 Grad, um warm zu bleiben – die Strahlung trifft Sie direkt. Infrarot funktioniert genauso bei Wafern. Da keine Luft zirkuliert, entfällt die größte Quelle der Kontamination im Reinraum. Zudem ist diese Methode viel effizienter. Man muss nicht dafür bezahlen, eine riesige Metallbox zu heizen – die Energie wird genau dorthin geleitet, wo sie benötigt wird. Es handelt sich dabei um eine sauberere Lösung, um die strengen Anforderungen bezüglich Bleifreiheit und Umweltschutz zu erfüllen – ohne auf aggressive chemische Lösungsmittel angewiesen zu sein.
Die Herausforderungen
Es ist jedoch nicht alles einfach. Wir verwenden in der Regel Kurzwellen- oder Mittelwellenlampen, da diese fast sofort mit dem Heizen beginnen. Das ist schnell – wirklich sehr schnell. Dadurch wird viel Zeit im Produktionsprozess eingespart.
Aber es gibt auch Herausforderungen. Da die Wärme so konzentriert ist, muss man genau auf die Entfernung zwischen der Lampe und dem Wafer achten. Ein paar Millimeter zu nah und es entstehen heiße Stellen – oder schlimmer noch: Das Substrat verformt sich. Man benötigt daher ein Steuerungssystem mit PID-Schleifen, das sofort reagieren kann, damit die Temperatur nicht zu hoch wird.
Kleinere, umweltfreundlichere Lösungen
Das Beste daran: Die Geräte sind einfach kleiner. Man muss keine großen Gebläse oder schwere Isolierschichten verwenden – dadurch nimmt die Trockenungsstation viel weniger Platz ein. Infrarotheizgeräte wandeln Elektrizität viel effektiver in Wärme um als alte Gas- oder Widerstandsheizgeräte. Letztendlich verbraucht man pro Wafer weniger Energie – und der Prozess bleibt sauber. Das ist doch eine logische Lösung für eine moderne Fabrik.