Stoppen met wachten op de oven: een betere manier om wafers op te warmen
Laten we eerlijk zijn over geforceerde luchtcirculatie. Het is de oude manier van werken. Je verwarmt eigenlijk een groot volume lucht in de hoop dat de warmte uiteindelijk bij de wafer terechtkomt.
Het probleem? Het duurt eeuwen. Je besteedt veel meer tijd aan het wachten tot de lucht de juiste temperatuur heeft bereikt, dan aan het daadwerkelijk bewerken van de wafer. Het is een grote beperking.
Het wachten vermijden
We besloten om geen gebruik meer te maken van luchtcirculatie en rechtstreeks naar de bron te gaan. Hier komen ozonvrije infrarode (IR)-lampen om de hoek kijken.
In plaats van een medium op te warmen, gebruiken IR-lampen elektromagnetische straling. De straling bereikt het doel rechtstreeks. Er is geen ‘opwarmfase’ nodig; je hoeft ze alleen maar aan te zetten en ze zijn meteen heet. Onmiddellijk.
Als je stopt met het opwarmen van een heel volume lucht en je focus richt op het oppervlak van de wafer, nemen de verwerkingstijden drastisch af. Bovendien wordt er minder ruimte nodig. Je hebt die grote, zware geïsoleerde kamers niet meer nodig, want je probeert geen hete lucht vast te houden.
Het ozonprobleem (en de oplossing)
Hier ligt het probleem: standaard kortegolflange IR-lampen produceren ozon (O3) door UV-uitstraling. In een schone ruimte is ozon een groot probleem: het beschadigt gevoelige onderdelen en vernietigt de fotorezerveermiddelen.
We hebben dit opgelost door speciale kwartscomposities en interne filters te gebruiken die het UV-spectrum onder 200 nm blokkeren. Je krijgt nog steeds een hoge hitte-intensiteit, maar zonder de negatieve chemische effecten. We hebben deze lampen ook zo afgesteld dat de hitte gelijkmatig over de wafer wordt verdeeld, zodat je je geen zorgen hoeft te maken over vervormingen aan de randen.
De realiteit
IR is geen magie. Het heeft ook zijn nadelen.
Het belangrijkste om onthouden is dat IR-directioneel werkt. Hete lucht omringt het onderdeel, maar IR verwarmt alleen datgene wat het kan ‘zien’. Als je onderdeel diepe inkepingen heeft of een vreemde 3D-vorm heeft, zal het erg koud blijven in bepaalde gebieden.
Om dit op te lossen, moet je waarschijnlijk meerdere lampen gebruiken of reflectoren gebruiken om de hitte in die moeilijk bereikbare plekken te brengen.
En nog een tip: omdat de energie zo intens en snel wordt afgegeven, moet je goed opletten met je PID-regelaars. Als je de kalibratie niet nauwkeurig doet, kan de temperatuur te hoog worden en kan het substraat beschadigen, voordat je zelfs maar doorhebt wat er gebeurt.