Warum wir auf Infrarotheizung statt auf Heißluft umsteigen
Wenn Sie bereits Erfahrung im Halbleiterherstellungsprozess haben, kennen Sie sicherlich die Probleme mit der traditionellen Heißluftbeheizung. Im Grunde genommen wird eine riesige Luftblase erhitzt – in der Hoffnung, dass diese Wärme effizient auf das Wafer übertragen wird. Doch es gibt hier einen Zeitverzug: Es ist, als würde man ein Zimmer mit einem Heizgerät aufwärmen – die Luft muss erst warm werden, bevor das Objekt darauf reagiert.
Mit der Infrarotbeheizung entfällt dieser Zwischenschritt. Die Energie wird direkt auf das Substrat übertragen – ohne Wartezeit.
Die Zeit läuft weiterhin ab
Das größte Problem bei der Heißluftbeheizung ist die Wartezeit. Man muss Minuten – manchmal sogar viel länger – warten, bis die Kammer stabil ist. Das ist sehr zeitaufwendig.
Infrarotlampen hingegen sind praktisch sofort einsatzbereit. Sobald man den Schalter betätigt, erreicht man bereits nach Sekunden die gewünschte Temperatur.
In einer Produktionsanlage mit hohem Durchsatz ist das ein echter Vorteil. 30 Sekunden Ersparnis pro Prozesszyklus mögen wenig erscheinen – doch multipliziert man das mit Tausenden von Prozessen, dann handelt es sich um eine enorme Steigerung der Produktivität.
Die Wärme genau dorthin bringen, wo sie benötigt wird
Wir alle kennen diese nervigen „Kaltstellen“ auf einem 300-mm-Wafer. Mit Heißluft muss man das gesamte Belüftungssystem überdimensionieren, damit die Ränder des Wafers nicht hinter dem Zentrum zurückbleiben.
Bei der Infrarotbeheizung ist das anders. Man kann die Lampen so anordnen, dass sie bestimmte Koordinaten treffen. Dadurch hat man viel mehr Kontrolle über die Wärmeverteilung – ohne dass man große Mengen an Luft bewegen muss.
Außerdem sind die Geräte kleiner. Man kann auf die voluminösen Gebläse und riesigen Leitungen verzichten – dadurch erhält man wieder etwas mehr Freiraum im Reinraum.
Die Nachteile (denn es gibt immer Nachteile)
Infrarotbeheizung ist zwar keine Lösung für alles. Da die Wärme so konzentriert ist, kann es leicht passieren, dass die Oberfläche des Wafers beschädigt wird, wenn die PID-Regler nicht richtig eingestellt sind. Man braucht daher Pyrometer mit schneller Reaktionszeit, um zu verhindern, dass die Temperaturen zu hoch werden.
Außerdem verbrauchen diese Lampen viel Strom, sobald sie eingeschaltet werden. Wenn das Elektriksystem etwas veraltet oder unterdimensioniert ist, kann es vorkommen, dass die Sicherungen auslöschen, bevor alles richtig funktioniert.