Warum wir bei der Halbleiterbearbeitung von Warmluft auf Infrarotstrahler umsteigen
Denken Sie daran, wie ein herkömmlicher Ofen funktioniert: Man heizt die Luft auf, und anschließend erwärmt die Luft den zu bearbeitenden Gegenstand. Das funktioniert zwar für Kuchen, aber bei der Halbleiterbearbeitung? Das ist eher ein Problem. Es gibt eine nervige Zeitverzögerung – man muss einfach abwarten, bis die Luft warm genug ist.
Deshalb wechseln viele Ingenieure auf Infrarotstrahler. Infrarotstrahler nutzen keine Luft zum Heizen – sie senden die Energie direkt auf das Substrat. Es handelt sich dabei um Strahlung, nicht um Konvektion. Das Ergebnis? Der Aufwärmvorgang entfällt völlig. Man muss nicht mehr Zeit damit verschwenden, darauf zu warten, dass der Raum warm wird – man kann sofort mit der Bearbeitung beginnen.
Das Geheimnis liegt in den keramischen Endkappen
Wenn man hochleistungsstarke Infrarotstrahler verwendet, ist die Dichtigkeit des Verschlusses entscheidend. Wir verwenden keramische Endkappen, um die Lücke zwischen der Quarztube und den elektrischen Anschlüssen zu überbrücken. Warum Keramik? Weil Metall unter solchen Bedingungen versagt. Keramik hingegen bleibt unter diesen extremen Temperaturen stabil. Dadurch wird verhindert, dass der Verschluss bereits bei schnellen Wechseln kaputtgeht.
Außerdem sorgen diese Endkappen dafür, dass der Filament genau dort bleibt, wo er sein soll – also in der Mitte. Wenn sich das Filament auch nur etwas verschiebt, entstehen Hotspots. Hotspots sind ein Albtraum – sie verformen die Wafer oder führen zu ungleichmäßiger Aushärtung. Wir stellen sicher, dass diese Endkappen der thermischen Ausdehnung des Quarzes entsprechen, damit die Lampe nicht sofort zerbricht, sobald man den Schalter betätigt.
Geschwindigkeit versus Wärme
Infrarotstrahler sind sehr effektiv. Die Wärmedichte pro Quadratzoll ist deutlich höher als bei herkömmlichen Methoden. Man erreicht die gewünschte Temperatur in Sekundenschnelle. Deshalb ist das Infrarot-Verfahren der neue Standard. Es ermöglicht es, mehr Produkte pro Zeiteinheit zu bearbeiten.
Aber es gibt einen Haken: Eine solche Intensität belastet das Chassis enorm. Zwar spart man Zeit bei der Bearbeitung, aber im Grunde setzt man einen „Mini-Sonnenstrahl“ in seine Maschine. Wenn man keine effektive Kühlstrategie hat, werden die Elektronikkomponenten beschädigt. Es geht also um das richtige Gleichgewicht.