Warum wir auf gezwungene Luftzufuhr beim Heizen mit Infrarotstrahlung in Halbleiterbearbeitungsanlagen verzichten
Wenn Sie schon einmal in einem herkömmlichen Reinraum gearbeitet haben, kennen Sie das Problem. Dabei werden diese alten Anlagen verwendet, die darauf basieren, heiße Luft zu nutzen, um die Wafer bei der richtigen Temperatur zu halten.
Das Problem? Es ist langsam.
Die gezwungene Luftzufuhr setzt auf Konvektion – im Grunde bedeutet das, dass man einfach warten muss, bis die Luft die Oberfläche der Wafer erhitzt hat. In einer hochwertigen Fertigungsanlage ist dieses Warten nicht nur lästig – es ist auch teuer.
Der eigentliche Unterschied: Infrarotstrahlung vs. Konvektion
Beim Heizen mit Infrarotstrahlung spielt die Luft überhaupt keine Rolle. Die Strahlung trifft direkt auf das Zielobjekt. Wir verwenden dazu Kurzwellen-Infrarotlampen – sie bewirken eine sofortige Erwärmung der Wafer. Zudem müssen die Systeme zur gezwungenen Luftzufuhr ständig gegen das Klimasystem des Reinraums kämpfen, das versucht, alles abzukühlen. Infrarotstrahlung ignoriert dieses Problem – sie lenkt die Energie genau dorthin, wo sie benötigt wird. Dadurch können die Wafer ohne thermische Schwankungen zwischen den Bearbeitungsschritten transportiert werden.
Das schwierige Teil – und wie man damit umgeht
Man kann einfach keinen Heizer entfernen und stattdessen eine Infrarotlampe einbauen – das funktioniert nicht. Man muss die Leistsdichte genau richtig einstellen. Hochleistungs-Lampen erzeugen viel Wärme in einem kleinen Raum. Wenn die Entfernung zwischen der Lampe und der Wafer etwas zu groß ist, entstehen lokale Hitzpunkte – das ist nicht gut.
Um alles stabil zu halten, empfehlen wir die Verwendung von PID-Reglern. Ohne präzise Steuerung besteht die Gefahr, dass die Wafer durch zu viel Wärme beschädigt werden. Außerdem muss das Chassis so konstruiert sein, dass es die Strahlung vertragen kann, ohne zu verbiegen oder die Alarme im Reinraum auszulösen.
Was das für Ihre Produktion bedeutet
Immer mehr große Fabriken wechseln auf Infrarotheizung – schließlich macht das einfach Sinn. Man muss nicht mehr gegen die Gesetze der Physik kämpfen, sondern kann sie nutzen. Wenn man diese Verzögerung beim Erwärmen beseitigt, steigt die Anzahl der bearbeiteten Wafer pro Stunde. Es handelt sich dabei um einen einfachen Tausch: Man ersetzt das unpräzise System der Luftzufuhr durch präzise, strahlende Energie.