Warum wir von der Verwendung von Heißluft im Halbleiterprozess Abstand nehmen
Die meisten Halbleiterfabriken nutzen immer noch Heißluft zur Erwärmung der Bauteile. Das funktioniert zwar, aber es ist äußerst langsam. Stellen Sie sich vor: Man heizt die Luft auf, damit diese wiederum das Bauteil erwärmen kann. Das ist ein unnötiger Zwischenschritt – außerdem verursacht er erhebliche Verzögerungen im Prozessablauf.
Deshalb wechseln viele von uns auf Infrarotstrahlung. Bei Infrarotstrahlung wird keine Luft verwendet; die Energie wird direkt auf das Substrat abgegeben.
Es geht dabei um Zeit.
Bei Heißluft muss man gegen die Gesetze der Physik ankämpfen. Man muss warten, bis der gesamte Raum eine bestimmte Temperatur erreicht hat, bevor das Bauteil überhaupt zu erwärmen beginnt. Es handelt sich dabei um ein Wartespiel.
Infrarotstrahlung hingegen funktioniert „instantan“. Die gewünschte Temperatur wird bereits nach wenigen Sekunden erreicht. Dadurch verkürzt sich die Bearbeitungszeit pro Wafer erheblich. Das ist der eigentliche Grund, warum die Leute darauf umsteigen.
Ein Hinweis bezüglich der Verkabelung
Hier können Probleme entstehen. Man darf keine herkömmlichen PVC- oder Silikonkabel in der Nähe dieser Infrarotstrahler verwenden. Die abgestrahlte Wärme ist extrem stark – sie kann einen herkömmlichen Isolierumschlag bereits innerhalb weniger Stunden schmelzen.
Wir verwenden immer Kabel, die mit Teflon (PTFE) überzogen sind. Diese können die Hitze in den Halbleiterwerkzeugen aushalten, ohne zu reißen oder seltsame Gase freizusetzen. Das ist die einzige Möglichkeit, sicherzustellen, dass die Schaltkreise auch bei voller Belastung intakt bleiben.
Die Kompromisse
Infrarotstrahlung ist zwar effektiv, aber nicht magisch. Sie wirkt nur in einer bestimmten Richtung. Heißluft umhüllt das Bauteil wie eine Decke, während Infrarotstrahlung eher wie eine Taschenlampe wirkt. Wenn die Anordnung der Lampen falsch ist, entstehen kalte Stellen. Bei komplexen Bauteilformen benötigt man mehrere Lampen, die das Bauteil von verschiedenen Richtungen aus bestrahlen.
Außerdem muss man die Oberfläche genau im Auge behalten. Da die Infrarotstrahlung so intensiv ist, kann man versehentlich die Oberfläche des Substrats verbrennen, bevor der Kern überhaupt warm wird.
Wenn man mehr Produkte herstellen möchte, ohne mehr Platz zu benötigen, dann ist Infrarotstrahlung die richtige Lösung.