Hören Sie auf, auf Ihren Ofen zu warten – es gibt eine bessere Möglichkeit, Wafern zu erhitzen.
Seien wir ehrlich: Die Methode der erzwungenen Luftkonvektion ist veraltet. Im Grunde genommen heizt man einfach einen großen Raum mit Luft auf und hofft, dass die Wärme irgendwann auch die Wafer erreicht.
Das Problem? Es dauert ewig. Man verbringt viel mehr Zeit damit, auf den Timer zu schauen und darauf zu warten, bis die Luft die richtige Temperatur erreicht hat, als damit, die Wafer tatsächlich zu bearbeiten. Das ist ein echter Engpass.
Lösung: Direkter Ansatz
Wir haben beschlossen, auf diese Methode zu verzichten und stattdessen direkt zur Quelle der Wärme zu gehen. Dafür werden ozonfreie Infrarotlampen verwendet.
Anstelle dazu, eine ganze Luftmenge zu erwärmen, nutzt das Infrarotlicht elektromagnetische Strahlung. Diese trifft direkt auf das Zielobjekt. Es gibt keine „Aufwärmphase“ – das Licht ist sofort heiß.
Wenn man nicht mehr versucht, eine ganze Menge Luft zu erwärmen, sondern sich nur auf die Oberfläche des Objekts konzentriert, sinken die Bearbeitungszeiten drastisch. Zudem wird Platz gespart – man braucht keine riesigen, sperrigen Isolierraum mehr, da man keine heiße Luft mehr einsperren muss.
Das Ozonproblem – und die Lösung
Das Problem dabei ist: Normale Kurzwellen-Infrarotlampen erzeugen aufgrund ihrer UV-Strahlung Ozon. In einer Reinräumumgebung ist Ozon ein Albtraum – es zerstört empfindliche Schichten und den Fotolack.
Wir haben dieses Problem gelöst, indem wir spezielle Quarzkombinationen sowie interne Filter verwendet haben, die das UV-Spektrum unter 200 nm blockieren. So erhält man weiterhin eine hohe Wärmestärke – ohne die negativen chemischen Auswirkungen. Zudem wurden diese Lampen so ausgelegt, dass die Wärme gleichmäßig auf die Wafer verteilt wird – somit muss man sich keine Sorgen um Verformungen an den Rändern machen.
Realitätstest
Infrarotlicht ist zwar nicht magisch – doch es hat seine Eigenheiten.
Am wichtigsten zu wissen ist: Infrarotlicht ist Richtungsabhängig. Heiße Luft umhüllt das Objekt, doch Infrarotlicht heizt nur das an, was es „sehen“ kann. Wenn das Objekt tiefe Vertiefungen oder eine ungewöhnliche 3D-Form hat, entstehen kühle Stellen.
Um das zu umgehen, muss man wahrscheinlich mehrere Lampen verwenden oder Reflektoren nutzen, um die Wärme in diese engen Bereiche zu leiten.
Und eine Warnung: Da die Energie so intensiv und schnell wirkt, muss man vorsichtig mit den PID-Reglern umgehen. Wenn die Kalibrierung nicht präzise erfolgt, kann die gewünschte Temperatur überschritten werden – und das Substrat kann beschädigt werden, bevor man überhaupt merkt, was passiert ist.