IR-Heizung gegen Druckluftheizung: Welche Methode eignet sich wirklich für Ihre Fertigung?
Falls Sie immer noch auf die Verwendung von heißer Luft zur Erwärmung von Halbleitermaterialien setzen, verbringen Sie wohl zu viel Zeit damit, einfach nur abzuwarten.
Stellen Sie sich vor: Bei der Druckluftheizung versucht man im Grunde, den gesamten Raum zu erhitzen, nur um ein kleines Wafer auf die richtige Temperatur zu bringen. Das ist langsam und unpraktisch. Zudem entsteht eine nervige Verzögerung – man muss einfach abwarten, bis die Wärme ausreicht.
Die IR-Heizung hingegen funktioniert ganz anders. Sie kümmert sich überhaupt nicht um die Luft – sie sendet die Energie direkt auf das Substrat. Es geht dabei sehr schnell.
Das ändert alles an Ihrem Arbeitsablauf. Anstatt Minuten damit zu verbringen, bis die Materialien warm werden – und anschließend mit den Problemen des „thermischen Überschusses“ umzugehen – erreicht die IR-Heizung die gewünschte Temperatur bereits in Sekunden.
Mit dieser Kontrolle müssen Sie sich keine Sorgen mehr um die Diffusion von Dopanten oder die Verformung der Wafer machen. Sie können einfach Ihre Arbeit erledigen.
Aber man kann doch nicht einfach eine Hochleistungs-Lampe in die Fertigungsanlage stecken und damit fertig sein. Der Filament der Lampe würde sonst sofort zerstört werden.
Deshalb wird ein Quarzglas-Schutz verwendet. Wir nutzen hochreinen Quarz – er ist praktisch unsichtbar gegenüber Kurzwell-IR-Strahlung. Die Hitze dringt hindurch, doch die Lampe bleibt sicher und geschützt vor den negativen Auswirkungen der Prozessatmosphäre.
Allerdings sind diese Schutzschilde sehr empfindlich – sie werden innerhalb kürzester Zeit von kalt auf extrem heiß. Wenn man einen schlechten Qualitätsgrad von Quarz verwendet, wird der Schutzschild einfach zerbrechen.
Ich sage also nicht, dass IR-Heizung ein Wundermittel ist. Sie hat auch ihre Nachteile.
Da die Strahlung Richtungskraft hat, muss man genau darauf achten, wo die Lampen platziert werden. Wenn man auch nur wenige Millimeter daneben liegt, entstehen heiße Stellen auf dem Wafer – und das ist äußerst schwierig zu beheben.
Man muss die Geometrie des Reflektors sowie den Abstand zum Schutzschild genau richtig einstellen, damit alles gleichmäßig erhitzt wird. Außerdem braucht man ein Kühlsystem, das mit der lokalen Hitze umgehen kann – sonst wird der Gehäusekörper verformt.
Es erfordert etwas mehr Planung – aber die Geschwindigkeit, die man dadurch erreicht, ist wirklich ein Vorteil.