Waarom we infraroodcurering gebruiken voor de verwerking van wafers
Laten we het hebben over drogen en cureren. In de halfgeleiderindustrie zijn we grotendeels afgekeerd van de oude manieren van werken – je kent ze wel: zware verbranding en gevaarlijke chemische oplosmiddelen. In plaats daarvan maken we gebruik van infrarood (IR)-technologie.
Het is gewoon schoner. Door gebruik te maken van directe stralingsenergie kunnen we de procesmethoden die op lood zijn gebaseerd en het hete verwarmingssysteem vermijden. Het is een eenvoudigere, milieuvriendelijkere manier om het werk te doen, zonder milieuproblemen.
Hoe de hitte precies werkt
Stel je een convectieoven voor. Die moet eerst alle lucht binnenin opwarmen voordat het voedsel echt warm wordt. Dat is tijd- en energieverlies.
IR-lampen werken anders. Ze sturen energie rechtstreeks naar het oppervlak van de wafer. Geen grote luchtkoelingsapparaten, geen wachten. We gebruiken korte- en middengolflengte-infraroodstraling, omdat deze precies op de plek terechtkomt waar het nodig is, zonder dat het substraat wordt verhit. Het is gericht. En omdat het zo precies is, verbruikt het apparaat veel minder energie.
Het evenwicht: afstand en dichtheid
Het is cruciaal om de juiste afstand tussen de lamp en de wafer te vinden. Het is een soort balansactie.
Als je de lampen te dicht plaatst, ontstaan er ‘hot spots’ of kunnen de randen van de wafers beschadigen. Maar als je ze te ver weg plaatst, verspil je alleen maar warmte in de ruimte.
We besteden veel tijd aan het kalibreren van deze afstanden, op basis van de vermogenssterkte en golflengte van de kwartstubben. Lampen met hoge vermogens leveren veel energie op, maar je moet ervoor zorgen dat je koelsysteem de weerkaatsde energie aankan. Anders brandt de lamp gewoon uit.
De trade-offs
Het grootste voordeel van infraroodcurering is dat het een ‘droog’ proces is. Je hoeft geen omgang te hebben met VOC’s of het zuiveren van roetbevattende uitlaatgassen. Je filteringssysteem wordt daardoor veel gemakkelijker te beheren.
Er is echter één nadeel: wanneer de lampen net worden ingeschakeld, is er een grote stijging in het vermogen. Je hebt dus een stabiele stroomvoorziening nodig, zodat er geen dippen in de spanning optreden zodra de lampen gaan werken.
Maar zodra de temperatuur bereikt is, gaat alles sneller. De cyclustijden worden korter en je gebruikt minder kWh per wafer. Het is gewoon efficiënter.