Warum wir auf heiße Luft zugunsten von Infrarotreflektoren bei der Aushärtung von Wafern ausweichen
Wenn Sie bereits Erfahrung im Halbleiterverarbeitungsprozess haben, kennen Sie sicherlich die Probleme mit der Verwendung von heißer Luft zur Erwärmung der Wafer. Der Prozess ist extrem langsam – man heizt im Grunde genommen einen ganzen Raum voller Luft auf, nur um etwas Wärme an eine winzige Wafer zu übertragen. Das ist wie versuchen, ein Haus zu erwärmen, indem man zunächst die Zufahrtstraße heizt.
Deshalb nutzen wir heute Infrarotheizung. Anstatt auf die Heizung der Luft zu warten, nutzt Infrarotstrahlung, um die Wafer direkt zu erwärmen. Das ist eine effektivere Methode.
Das Geheimnis liegt im Reflektor
Eine Aushärtungslampe alleine ist ziemlich ineffizient. Ohne Reflektor geht die Hälfte der Energie verloren. Wir verwenden Reflektoren mit speziellen, hochreflektierenden Beschichtungen, um die Photonen wieder auf die Wafer zurückzuschicken. Dadurch wird die Wärme konzentriert. Zudem kann man durch Anpassung der Form des Reflektors dafür sorgen, dass die Wärme gleichmäßig verteilt wird. Keine „kalten Stellen“ mehr, keine verzerrten Substrate – einfach eine gleichmäßige Aushärtung.
Der Vorteil gegenüber konventionellen Öfen
Das eigentliche Problem bei konventionellen Öfen ist die lange Wartezeit. Man muss lange warten, bis die Temperatur im Ofen erreicht ist. Falls man die Temperatur für einen anderen Prozess ändern muss, muss man weiterhin warten, bis sich die Temperatur wieder stabilisiert hat. Das ist eine enorme Zeitschande.
Infrarotsysteme haben dieses Problem nicht. Man schaltet einfach einen Schalter um – und die Wafer erreichen schon nach Sekunden die gewünschte Temperatur. Das ändert alles. Man kann mehr Wafer pro Tag bearbeiten, ohne eine größere Fabrik bauen zu müssen.
Die Nachteile (denn nichts ist perfekt)
Ich werde Ihnen nicht versprechen, dass es eine magische Lösung gibt. Infrarotheizung hat auch ihre eigenen Nachteile. Da diese Lampen sehr intensiv sind, erzeugen sie viel Wärme. Man spart zwar Zeit beim Aushärten-Prozess, doch man braucht ein Kühlungssystem, das die erzeugte Wärme bewältigen kann. Außerdem muss man darauf achten, dass der Reflektor sauber bleibt. Wenn der Reflektor schmutzig wird, können Verunreinigungen auf der Oberfläche bleiben. Das verringert die Reflektionsfähigkeit und kann zu unerwünschten Temperaturspitzen führen.
Falls Sie darüber nachdenken, auf konventionelle Methoden zu verzichten, sollten Sie Ihre Prozesszeiten überprüfen. Wenn Sie den größten Teil Ihres Tages damit verbringen, darauf zu warten, dass etwas erwärmt oder abgekühlt wird, dann ist eine Infrarotreflektor-Lösung die beste Wahl.