Warum wir die Infrarot-Härtung bei der Waferverarbeitung verwenden
Reden wir über das Trocknen und Härtungsvorgänge. In der Halbleiterindustrie haben wir uns größtenteils von den alten Methoden losgesagt – also von der Verwendung von starker Verbrennung sowie schädlichen Chemikalien. Stattdessen nutzen wir Infrarot-Technologie.
Es ist einfach sauberer. Durch die Verwendung von direkter Strahlungsenergie können wir auf prosesse mit Blei sowie auf Heizzwecken mit hohem Energieverbrauch verzichten. Es handelt sich dabei um eine einfachere und umweltfreundlichere Methode, um die Aufgaben zu erledigen, ohne Umweltschäden zu verursachen.
Wie die Wärme tatsächlich wirkt
Stellen Sie sich einen Konvektionsofen vor: Er muss zunächst die gesamte Luft im Inneren aufheizen, bevor das Essen wirklich warm wird. Das ist eine Verschwendung von Zeit und Energie.
Infrarotlampen sind anders. Sie leiten die Energie direkt an die Oberfläche des Waffers. Es sind keine großen Lufterhitzungssysteme nötig, und es muss auch nicht gewartet werden. Wir verwenden Kurzwellen- und Mittelwellen-Infrarotstrahlen, da diese genau dort wirken, wo sie benötigt werden – ohne dass der Substrat beschädigt wird. Dadurch wird weniger Energie verbraucht.
Das Gleichgewicht zwischen Entfernung und Dichte
Es ist entscheidend, die richtige Entfernung zwischen der Lampe und dem Wafer einzustellen. Es handelt sich dabei um ein „Seiltanz“. Wenn die Lampen zu nah angebracht werden, entstehen „heiße Punkte“ oder die Ränder des Waffers können beschädigt werden. Wenn die Lampen jedoch zu weit entfernt sind, geht die Wärme einfach in den Raum verloren.
Wir investieren viel Zeit in die Kalibrierung dieser Parameter – basierend auf der Leistung sowie der Wellenlänge der Quarzlampen. Hochleistungs-Lampen liefern viel Energie, aber man muss sicherstellen, dass das Kühlsystem mit der reflektierten Energie umgehen kann. Andernfalls brennt die Lampe aus.
Die Vor- und Nachteile
Der Vorteil der Infrarot-Härtung besteht darin, dass es sich um einen „trockenen“ Prozess handelt. Man muss sich nicht mit VOCs oder mit der Reinigung von bleiverunzeltem Abgas auseinandersetzen. Die Filteranlage wird dadurch viel einfacher zu handhaben.
Allerdings gibt es einen Nachteil: Wenn die Lampen zum ersten Mal eingeschaltet werden, kommt es zu einem starken Energieanstieg. Man braucht daher eine stabile Stromversorgung, damit es keine Spannungsabfälle gibt, sobald die Heizgeräte aktiviert werden.
Sobald die Temperatur erreicht ist, geht alles schneller. Die Bearbeitungszeiten verkürzen sich, und pro Wafer werden weniger kWh verbraucht. Es ist einfach effizienter.