Warum wir auf Infrarotstrahlung für bleifreie Halbleiter umsteigen
Die Welt der Halbleiter entwickelt sich in Richtung „bleifreier“ und „null-Emissionen“-Verfahren zur Trocknung. Ehrlich gesagt, ist das endlich mal an der Zeit. Jahrelang haben wir auf diese riesigen Konvektionsöfen angewiesen. Dabei wird einfach nur die Luft in einem großen Raum erhitzt – das ist eine Verschwendung von Energie. Schlimmer noch: Es besteht die Gefahr, dass kleine Partikel direkt auf die Wafer gelangen.
Deshalb nutzen wir Infrarotstrahlung zur Trocknung. Anstatt die Luft zu erhitzen, wird mit Infrarotstrahlung direkt auf das Substrat eingewirkt. Keine Zwischenschritte, keine heiße Luft – nur direkte Energieübertragung.
Die Kraft der Infrarotenergie
So funktioniert es eigentlich: Wir passen die Wellenlänge der Strahlung an den jeweiligen Beschichtungsstoff oder die Resistenz an. Bei bleifreien Verfahren verwenden wir kurzwellige und mittelwellige Infrarotstrahlung. Dadurch wird die Polymerisierung sowie das Verdampfen von Lösungsmitteln viel schneller ermöglicht – wirklich sehr schnell.
Stellen Sie sich vor: Ein Konvektionsofen braucht Minuten, um die gewünschte Temperatur zu erreichen. Unsere Infrarotsysteme hingegen erreichen die Zieltemperatur bereits in Sekundenschnelle. Das verändert ganz entscheidend den Ablauf der Produktionslinie.
Sauberkeit und Kühlung
Da dies in einem Reinraum stattfinden muss, bauen wir die Heizgehäuse aus hochwertigem Edelstahl. Wir meiden Materialien mit Beschichtungen, da diese oft abblättern oder Gase abgeben – das ist katastrophal für die Qualität der Wafer. Zudem reflektiert das Edelstahl die Infrarotstrahlung zurück auf die Werkstücke, sodass keine Wärme im Gehäuse verloren geht.
Aber es gibt einen Haken: Hochdichte Infrarotstrahler werden extrem heiß. Wenn die Luftzufuhr nicht richtig eingestellt ist, kann das Gehäuse deformieren oder das ganze System muss zum Schutz vor Überhitzung abgeschaltet werden. Um das zu verhindern, setzen wir meist eine gekühlte Rückseite am Gehäuse ein. Dadurch bleibt die Form des Gehäuses stabil und die Hardware bleibt funktionsfähig.
Besser für den Planeten – und besser für die Kosten
Wenn man versucht, Blei sowie VOCs loszuwerden, muss man vorsichtig sein. Wenn man zu lange trocknet, geht die ganze Charge kaputt.
Der Vorteil von Infrarotstrahlung ist, dass man gezieltes Heizen ermöglichen kann. Man kann bestimmte Bereiche der Trocknungsanlage separat erwärmen, ohne einen riesigen Ofen zu benötigen. Dadurch sinkt der Energieverbrauch pro Wafer erheblich.
Es ist somit eine einfachere Möglichkeit, die ISO 14001-Standards einzuhalten. Man muss nicht mehr gegen die Trägheit eines riesigen heißen Ofens ankämpfen – stattdessen kann man die Energie genau dort einsetzen, wo sie benötigt wird.