Hören Sie auf, die Leere zu erwärmen: Warum Vakuum-IR die bessere Lösung ist
Wenn Sie in der Tiefverarbeitung von Halbleitern arbeiten, haben Sie vermutlich viel Zeit damit verbracht, auf den Timer zu schauen und darauf zu warten, dass die Kammer die richtige Temperatur erreicht. Die meisten Menschen verwenden weiterhin eine Konvektionsheizung – schließlich ist das der Standard. Doch das Problem ist: Die konvektive Heizung ist langsam. Im Grunde genommen wird die Luft erhitzt, und anschließend muss man warten, bis diese Luft die Wafer erwärmt hat.
Im Vakuum ist das jedoch reine Zeitverschwendung. Deshalb verwenden wir Vakuum-IR-Lampen. Anstelle eines Mediums nutzen diese Lampen elektromagnetische Strahlung, um direkt die Oberfläche des Wafers zu erwärmen. Das ist eine viel effektivere Methode.
Der wahre Preis des Wartens
Denken Sie kurz über die Physik nach. Bei der Verwendung von heißer Luft muss man warten, bis die Kammer gesättigt ist. Das ist ein langsamer Prozess. Mit IR hingegen erfolgt die Energieübertragung fast sofort.
Es klingt wie eine Kleinigkeit – doch bei der Produktion in großen Mengen summieren sich ein paar Minuten pro Zyklus schnell auf. Wir sprechen hier von Tausenden von zusätzlichen Wafers, die jeden Monat verarbeitet werden können. Das bedeutet einen enormen Gewinn für Ihr Unternehmen.
Sauberkeit im Vakuum
Die Arbeit im Vakuum bringt allerdings auch einige Herausforderungen mit sich. Man kann nicht einfach einen Ventilator verwenden, um die Lampe kühl zu halten. Um dieses Problem zu lösen, verwenden wir spezielle Quarzkapseln sowie Materialien, die keine Gase freisetzen. Dadurch bleiben die Wafers sauber und unkontaminiert. Zudem entsteht in einem kleinen Raum eine hohe Wärmestärke. So kann man gezielt bestimmte Bereiche auf dem Substrat erwärmen, ohne die ganze Kammer erhitzen zu müssen.
Die Einschränkungen
Aber es ist nicht alles perfekt. Hocheffiziente IR-Strahlung ist aggressiv – sie belastet die Stromversorgung stark und erfordert eine sehr präzise PID-Kontrolle. Wenn die Sensoren auch nur leicht fehlschlagen, kann die gewünschte Temperatur überschritten werden – und die Wafer werden beschädigt, bevor man überhaupt merkt, was passiert ist. Man braucht also eine Rückkopplungsregelung, die so schnell reagiert wie die Hitze selbst.
Aber sobald das eingestellt ist, verschwendet man keine Energie mehr im leeren Raum der Kammer – sondern lenkt sie genau dorthin, wo sie benötigt wird: auf die Bauteile.