Hören Sie auf, darauf zu warten, dass die Wafer richtig warm werden.
Wer bereits Erfahrung im Tiefbearbeiten von Halbleitern hat, kennt die Frustration, die durch die Konvektion durch Luft entsteht. Der Prozess ist äußerst langsam – man muss einfach nur warten, bis die Luft warm wird, und anschließend noch länger warten, bis die Wärme tatsächlich in die Wafer eindringen kann. Das ist ein echtes Hindernis.
Aber es gibt eine bessere Lösung: Vakuumkompatible Infrarotheizungen umgehen diesen Umweg. Anstatt sich auf die Luft zur Übertragung der Wärme zu verlassen, nutzen sie elektromagnetische Strahlung, um Energie direkt zum Ziel zu bringen.
Warum die Konvektion den Produktionsprozess verlangsamt
Warme Luft ist langsam – dadurch entsteht eine lästige Temperaturverzögerung, die die Produktionszeit verkürzt. Zudem führt das Wechseln von einem Vakuumraum in einen mit Gas gefüllten Raum dazu, dass Kontaminationen und Druckschwankungen entstehen.
Infrarotlampen sind anders: Sie funktionieren am besten in einem Vakuum. Der eigentliche Vorteil ist die Geschwindigkeit – anstelle Minuten dauert der Heizvorgang nun nur noch Sekunden. Das ändert alles an Ihrem Arbeitsablauf.
Wie wir diese Geräte herstellen
Man kann keinen gewöhnlichen Heizer einfach in einen Hochvakuumraum setzen. Dabei entstehen schädliche Stoffe – schon ein kleiner Leck kann dazu führen, dass die gesamte Charge ruiniert wird. Deshalb verwenden wir spezielle Quarzkammern sowie Dichtungen, die für den Einsatz im Vakuum geeignet sind.
Der größte Vorteil ist, dass die Wärme konzentriert wird. So kann man gezielt bestimmte Bereiche der Wafer erwärmen, ohne die umliegenden Teile zu beschädigen. Dadurch werden die Ränder des Siliziums weniger belastet – dadurch werden weniger Defekte entstehen.
Die Nachteile (denn es gibt immer welche)
Infrarotheizungen sind keine Magierwaffen. Da die Energie so intensiv und schnell übertragen wird, ist es leicht, die gewünschte Temperatur zu überschreiten. Wenn der PID-Regler nicht perfekt eingestellt ist, wird die gewünschte Temperatur nicht erreicht.
Man benötigt daher Pyrometer mit schneller Reaktionszeit, um die Oberflächentemperatur in Echtzeit zu überwachen. Auch das Kühlsystem darf nicht zu schwach sein – sonst kann die Wärme aus den Lampen die Vakuumdichtungen zerstören.
Letztendlich geht es beim Übergang auf Infrarotheizung um die Geschwindigkeit. Man muss nicht mehr Zeit mit dem Aufwärmen der Maschine verschwenden, sondern kann sofort mit der Bearbeitung beginnen.