Infrarotheizung versus. Heißluft: Hören Sie auf zu warten, bis die Wafer warm genug sind
Ich sehe immer noch viele Halbleiterfabriken, die darauf angewiesen sind, heiße Luft zum Erhitzen der Wafer zu verwenden. Das ist eine veraltete Methode – und ehrlich gesagt: Es ist ziemlich ineffizient.
Das Problem ist die Zeitverzögerung. Luft ist einfach nicht geeignet, um Wärme zu übertragen. Man muss viel zu lange warten, bis die Kammer richtig temperiert ist und die Wafer die gewünschte Temperatur erreichen. Es ist, als würde man zusehen, wie Farbe trocknet, während die Produktionszeit weiterläuft.
Der wirkliche Kostenfaktor des Wartens
Bei der Infrarotheizung wird dieser „Zwischenweg“ weggelassen. Anstelle dazu, eine große Menge Luft zu erhitzen, um die Wärme an das Silizium zu übertragen, werden die Energiestrahlen direkt auf die Wafer gerichtet. Dadurch wird die Erwärmung in Lichtgeschwindigkeit erfolgen.
Wenn man bereits mitten in der Verarbeitung ist, hat man damit einen großen Vorteil: Die Aufwärmzeiten verkürzen sich von Minuten auf Sekunden. Man muss nicht mehr gegen den „thermischen Widerstand“ einer großen Menge Luft kämpfen. Das bedeutet, dass die Kosten pro Batch sinken – man kann pro Schicht mehr Wafer bearbeiten.
Aber es ist nicht alles perfekt
Infrarotheizung ist zwar eine hervorragende Lösung, aber sie ist nicht für alles geeignet. Die Intensität der Strahlung kann problematisch sein, wenn die Lampen nicht richtig platziert sind. Man muss also sehr genau auf die Positionierung der Lampen achten. Andernfalls besteht die Gefahr, dass die Wafer verformt werden.
Wir verwenden in der Regel Kurzwellen-Infrarotstrahlung, weil diese schneller auf die Oberfläche der Wafer wirkt. Doch Achtung: Diese Hochleistungs-Lampen verbrauchen viel Energie. Stellen Sie sicher, dass Ihre Elektrik dies aushalten kann – sonst haben Sie Probleme.
Der Umstieg auf Infrarotheizung
Der Umstieg von Heißluft auf Infrarotheizung ist nicht so einfach, wie nur einen Heizer auszutauschen. Man muss auch die PID-Controller anpassen. Da Infrarotstrahlung fast sofort reagiert, führen die alten Einstellungen dazu, dass das System die Zieltemperatur überschreitet. Für die alte Logik ist das einfach zu schnell.
Außerdem müssen die Sensoren neu kalibriert werden. Man sollte nicht mehr die Luft um die Wafer messen, sondern die Oberfläche der Wafer selbst. Wenn man die Verkabelung und die Einstellungen richtig gestaltet hat, erhält man eine effizientere Lösung.