Hören Sie auf, auf den Ofen zu warten: Warum IR-Heizung in der Halbleiterfabrik besser ist als die Verwendung von Warmluft
Falls Sie immer noch warme Luft zur Erwärmung der Wafer verwenden, spielen Sie im Grunde ein Spiel des Wartens – ein Spiel, das nicht nötig ist.
Denken Sie daran, wie Warmluft funktioniert: Zuerst wird die Luft erhitzt, anschließend muss man darauf warten, bis diese Luft die jeweiligen Komponenten erwärmt hat. Das geht sehr langsam. Es gibt eine ärgerliche Verzögerung – man sitzt einfach nur da und wartet. In einer Halbleiterfabrik bedeutet diese Verzögerung nur Geldverschwendung.
Keine Zwischenschritte mehr
IR-Heizung funktioniert anders. Anstatt den Raum oder die Luft zu erhitzen, nutzt sie elektromagnetische Strahlung, um Energie direkt auf das Substrat zu übertragen.
Das ist wie der Unterschied zwischen dem Heizen eines Raumes mit einem Heizer und dem Aufhalten in der Sonne. Man muss nicht warten, bis der Raum eine bestimmte Temperatur erreicht hat. Man schaltet einfach den Schalter ein – die Photonen treffen das Ziel, und schon ist alles erledigt.
Wir sprechen hier von einer Reduzierung der Zeit von Minuten auf Sekunden.
Kurze Zeiten mögen zwar nicht viel erscheinen – rechnen Sie mal nach: Wenn man pro Zyklus 30 Sekunden sparen kann, ergibt sich bei 1.000 Wafern bereits einige zusätzliche Stunden Produktionszeit pro Schicht. Das ist eine enorme Verbesserung.
Platzersparnis – und weniger Stress
Luftsysteme sind unhandlich. Man braucht Ventilatoren, Leitungen sowie riesige Isolierkästen, um zu verhindern, dass die Wärme überall entweicht. Das nimmt viel Platz ein.
IR-Lampen hingegen sind winzig. Man kann sie direkt in die Bearbeitungslinie integrieren. Außerdem ist das auch gut für den Planeten – man verschwendet keine Energie damit, die gesamte Atmosphäre der Maschine zu erhitzen. Man heizt nur das Substrat.
Die Einschränkungen
Ich werde Ihnen nicht sagen, dass es eine Wunderlösung ist – denn das ist es nicht. IR-Heizung ist zwar schnell, aber sie ist auch gerichtet. Warme Luft umhüllt die Komponenten wie eine Decke. IR-Strahlung hingegen funktioniert eher wie ein Scheinwerfer. Wenn das Substrat etwas gekippt ist oder die Lampe nicht genau richtig positioniert ist, entstehen kühle Stellen.
Man muss also sorgfältig mit Reflektoren und Sensoren umgehen, damit die Wärme gleichmäßig auf der gesamten Oberfläche verteilt wird. Ein Hinweis: Da die Wärme so schnell einwirkt, braucht man ein Kühlsystem, das mit dieser Geschwindigkeit mithalten kann. Wenn man mit diesen plötzlichen Temperaturanstiegen nicht umgehen kann, können die Substrate beschädigt werden.
Aber wenn die Ausrichtung stimmt? Dann ist das völlig anders.