Hören Sie auf, Zeit zu verschwenden: Warum Vakuum-Infrarot-Heizung für Halbleiterverarbeitung die bessere Lösung ist
Wenn Sie weiterhin auf die Verwendung von heißer Luft zur Erhitzung von Halbleitern setzen, verbringen Sie wahrscheinlich viel zu viel Zeit damit, einfach nur abzuwarten.
Der Wechsel zu Vakuum-Infrarot-Heizern ist keine bloße „Verbesserung“ – es handelt sich dabei vielmehr um eine völlig andere Art und Weise, Wärme auf das Wafer zu übertragen. Stellen Sie sich vor: Bei der Verwendung von Luft benötigt man ein Gas, das die Wärme transportiert. Im Vakuum hingegen gibt es kein solches Gas mehr. Infrarot-Heizungen lösen dieses Problem, indem sie Photonen nutzen, um Energie direkt auf das Substrat zu übertragen – ohne Zwischenmittel.
Die Geschwindigkeit ist hier der entscheidende Faktor.
Bei der Verwendung von heißer Luft entsteht eine lästige Verzögerung: Zuerst wird die Luft erwärmt, anschließend die Wände – erst danach wird das Wafer erwärmt. Das geht sehr langsam. Bei Infrarot-Heizern ist das anders: Die Energie trifft sofort auf das Zielobjekt.
Ich nenne das einen Weg, die „Zeitkosten“ zu reduzieren. Anstatt untätig zuzusehen, wie sich das Behältnis allmählich erwärmt, führt das Ein schalten der Infrarotlampe sofort zu einer Reaktion. Bei der Verarbeitung großer Mengen an Wafern summieren sich diese gesparten Sekunden zu einem erheblichen Sprung in der Produktivität.
Aber man kann nicht einfach irgendeine Lampe verwenden.
Im Vakuum muss man spezielle Ausrüstung verwenden. Wir nutzen Quarzkapseln, denn sie können den Druckunterschied aushalten, ohne zu explodieren – was eigentlich eine Notwendigkeit ist, wenn man möchte, dass die Maschine weiterhin funktionsfähig bleibt.
Das Beste daran: Man erhält eine große Menge an Wärme auf kleiner Fläche. Die Energie kann genau dorthin gelenkt werden, wo sich das Wafer befindet – anstatt Energie damit zu verschwenden, den gesamten Vakuumbehälter zu erwärmen.
Eine Warnung: Achten Sie auf die Leistungsdichte. Wenn die Lampe nicht richtig ausbalanciert ist oder das Wafer sich nicht dreht, entstehen „heiße Punkte“, die die Qualität der Wafer beeinträchtigen können. Außerdem müssen die PID-Controller so eingestellt werden, dass sie schnell genug reagieren. Andernfalls wird die gewünschte Temperatur überschritten – und das Substrat könnte beschädigt werden.
Zusammenfassend: Durch den Einsatz von Infrarot-Heizungen können kleinere Behälter verwendet werden, und die Erhitzungszeit wird deutlich verkürzt. Es geht dabei um Sekunden, nicht um Minuten.
Es handelt sich dabei um einen Kompromiss: Man verzichtet auf den einfachen Lüfter, bekommt aber im Gegenzug die Präzision der elektromagnetischen Strahlung. Für die meisten von uns, die mit Halbleitern arbeiten, ist das ein Kompromiss, den wir gerne eingehen.