Hören Sie auf, Zeit zu verschwenden: Warum Vakuum-Infrarotheizungen sinnvoll sind
Wenn Sie bereits Erfahrung im Halbleiterherstellungsprozess haben, wissen Sie, wie das abläuft: Man muss warten – darauf, dass die Bauteile erwärmen oder abkühlen. Lange Zeit haben wir dazu gezwungene Luftströme verwendet. Doch der Einsatz von vakuumkompatiblen Infrarotheizern verändert den gesamten Ablauf des Prozesses.
Es kommt letztendlich darauf an, wie die Wärme zum Wafer gelangt. Die Konvektion durch Luft ist wie das Erhitzen eines Raumes mit einem Ventilator – es dauert ewig, denn die Luft muss die Energie transportieren. In einer Umgebung mit hohem Vakuum gibt es keine Luft mehr. Man kann nichts bewegen, was nicht vorhanden ist. Infrarotheizungen umgehen diesen Umweg: Sie senden elektromagnetische Strahlung direkt auf das Zielobjekt.
Es geht sofort.
Dieser „thermische Verzug“, den wir bei Luftsystemen alle hassen, verschwindet hier. Man muss nicht erst die Luft erhitzen, anschließend die Wände und schließlich das Substrat. Mit Kurzwellen-IR-Lampen trifft die Energie direkt auf das Zielobjekt. Dadurch können die Zeiten für das Aufheizen sowie Abkühlen um 60 bis 80 Prozent reduziert werden. Wenn Ihre Fabrik 24/7 in Betrieb ist, summieren sich diese eingesparten Minuten zu deutlich mehr Wafern pro Stunde.
Aber man kann nicht einfach irgendeine Lampe in ein Vakuum setzen. Wir verwenden spezialisierte Quarzkästen sowie Dichtstoffe – schließlich ist die Ausgasung ein großes Problem. Wenn die Heizung Chemikalien in das Vakuum freisetzt, kontaminiert das den Siliziummaterial und zerstört die Integrität des Vakuums. Deshalb bauen wir diese Heizgeräte so, dass sie kompakt und leistungsstark sind – sie liefern eine hohe Wärmestärke genau dort, wo sie benötigt wird, ohne den gesamten Vakuumbehälter in einen Ofen zu verwandeln.
Ehrlich gesagt: Infrarotheizungen sind kein Zaubertrick. Sie haben ihre Besonderheiten. Da die Wärmeübertragung so schnell erfolgt, ist es leicht, die gewünschte Temperatur zu überschreiten. Wenn der PID-Regler nicht perfekt eingestellt ist, wird die gewünschte Temperatur überschritten. Zudem gibt es das Problem der Reflexion: Wenn die Wandungen des Behälters nicht für diese Art von Strahlung geeignet sind, wird stattdessen die teure Ausrüstung erhitzt, anstatt das Teil, an dem gearbeitet wird.
Unser Trick? Wir verwenden vergoldete Wärmeschutzschichten. Dadurch bleibt die Energie auf dem Wafer konzentriert, es entsteht keine Verschwendung von Energie, und das Kühlsystem muss nicht überlastet werden.