Hören Sie auf, Ihre Geräte zu erhitzen – heizen Sie stattdessen die Wafer.
Haben Sie schon bemerkt, dass einige Halbleitertechnologien eher wie Raumheizungen funktionieren? Die meisten herkömmlichen Widerstandsheizer sind einfach ineffizient. Sie verteilen die Wärme überall, wodurch der gesamte Raum aufgeheizt wird. Das Problem ist: Man möchte doch nicht den ganzen Raum erhitzen – sondern nur die Wafer. Wenn die Innenwände eines teuren Geräts so heiß werden, dass sie einen Mitarbeiter verletzen oder eine Dichtung schmelzen können, dann haben Sie ein ernstes Problem.
Wir sind darauf gekommen, dass es eine bessere Lösung gibt. Anstatt alles zu erhitzen, nutzen wir Richtstrahltechnologie im Infrarotbereich.
Wie es funktioniert
Stellen Sie sich das wie einen Scheinwerfer vor – nicht wie eine Glühbirne. Während Konvektionsheizer einfach heiße Luft verbreiten, senden IR-Lampen elektromagnetische Strahlung in gerader Linie aus. Wir richten diese Lampen direkt auf die Oberfläche der Wafer. Das Substrat nimmt die Energie auf, während die umliegende Luft sowie der Gehäusekörper unberührt bleiben.
Das Ergebnis? Die Wafer erreichen genau die Temperatur, die sie benötigen – während die Außenseite des Geräts weiterhin kühl genug bleibt, um berührt zu werden. Das ist eine große Erleichterung für alle, die direkt am Arbeitsplatz arbeiten.
Die schwierige Seite – und wie wir damit umgehen
Es handelt sich dabei zwar nicht um Magie – es gibt jedoch einige Einschränkungen. Um die für die Wafer notwendige thermische Dichte zu erreichen, verwenden wir Kurzwellenquarzlampen. Diese bringen die Energie schnell und effektiv zur Geltung. Doch da die Energie so stark konzentriert ist, muss die Ausrichtung der Lampen präzise sein. Selbst kleine Abweichungen von wenigen Millimetern führen dazu, dass die Wafer ungleichmäßig erhitzt werden. Es ist eine knappe Sache – aber es lohnt sich.
Außerdem verwenden wir hochpräzise Steuerungen, damit die Temperatur nicht über das gewünschte Niveau steigt. Ein Hinweis: Die Quarztuben sind empfindlich. Wenn die Befestigungselemente zu viel Druck auf das Glas ausüben, können die Tuben während der thermischen Prozesse brechen. Man muss sie daher mit Vorsicht behandeln.
Einen einfacheren Alltag am Arbeitsplatz
Wenn man auf das Verschwenden von Wärme verzichtet, wird alles einfacher. Die Lüftungsanlagen müssen nicht überlastet werden, und die Kühlsysteme können endlich einmal ausruhen. Zudem müssen die Mitarbeiter nicht den ganzen Tag neben einer hitzestrahlenden Wand stehen. Für Ingenieure, die versuchen, ihren Energieverbrauch zu senken und sicherzustellen, dass die Reinraumumgebung nicht zu einer Sauna wird, ist das eine ziemlich einfache Lösung, die großen Unterschiede bewirkt.