Warum wir die alten Öfen durch IR-Härteverfahren ersetzen
Lange Zeit wurde bei der Herstellung von Halbleitern auf diese riesigen Konvektionsöfen zurückgegriffen. Aber ehrlich gesagt: Sie sind mittlerweile überholt. Wir wechseln jetzt zu IR-Härteverfahren – hauptsächlich, weil diese Verfahren tatsächlich die „grünen“ und bleifreien Anforderungen erfüllen, nach denen alle heutzutage streben.
Anstelle von heißer Luft wird bei IR-Härteverfahren elektromagnetische Strahlung verwendet. Diese Strahlung gelangt direkt auf die Oberfläche des Wafer – ohne Zwischenstationen.
Die Wärme genau dorthin bringen, wo sie benötigt wird
Stellen Sie sich vor, wie ein Konvektionsofen funktioniert: Zuerst wird die Luft erhitzt, anschließend erwärmt diese Luft den Wafer. Das ist eine Verschwendung von Energie.
Bei IR-Härteverfahren ist das ganz anders. Die Photonen dringen direkt in die Schicht aus Photoresist oder Lösungsmittel ein und lösen sofort eine Reaktion aus. Das Beste daran: Wir müssen keine giftigen Katalysatoren oder bleihaltige Stabilisatoren mehr verwenden – das war früher üblich.
Wir verwenden in der Regel Kurzwell-IR-Strahlung. Dadurch entsteht eine starke Wärmewirkung. Da die Wärme so schnell und intensiv wirkt, verbringt der Wafer viel weniger Zeit in der Heizzone. Weniger Zeit unter der Lampe bedeutet niedrigere Stromkosten. Einfach so.
Die schwierige Seite (die Technik)
Man kann nicht einfach einen alten Heizer entfernen und eine IR-Lampe einbauen – das funktioniert nicht. Diese Lampen produzieren eine unglaubliche Menge an Wärme. Wenn der Rahmen des Geräts nicht dafür ausgelegt ist, werden die Sensoren beschädigt und die Elektronik zerstört. Man braucht unbedingt eine effektive Kühlung, damit der Rest der Hardware nicht beschädigt wird.
Außerdem gibt es noch das Problem des „Überhärtens“. Wenn die Transportbahn zu langsam läuft, verformen sich die dünnen Wafer. Es muss also ein Gleichgewicht zwischen Leistung und Transportgeschwindigkeit gefunden werden.
Gute Nachrichten für unseren Planeten
Das Tolle an IR-Härteverfahren ist, dass keine Verbrennungsgase entstehen. Es gehen auch keine VOCs vom Heizelement aus. Wenn man die Trocknungszeit von Minuten auf Sekunden verkürzt, verringert sich der Kohlenstofffootprint. Das ist eine großartige Möglichkeit, diese alten, energieverbrauchenden Systeme zu ersetzen.