Hören Sie auf, die Maschine zu erhitzen – beginnen Sie stattdessen mit dem Trocknen der Wafer.
Wenn Sie bereits in der Herstellung von MEMS-Componenten gearbeitet haben, kennen Sie sicherlich die Schwierigkeiten beim Trocknen der Wafer. Man muss ständig gegen Rückstände kämpfen.
Die alte Methode – das Verwenden von herkömmlichen Konvektionsöfen – ist einfach unpraktisch. Dadurch wird die gesamte Kammer erhitzt. Das ist eine Verschwendung von Energie – außerdem werden die Außenwände der teuren Geräte zu riesigen Heizkörpern. Es kommt oft vor, dass die Wände der Maschine so heiß werden, dass jemand daran verbrannt werden kann.
Deshalb haben wir auf direkte Infrarotbeheizung umgestellt.
Das Geheimnis liegt darin: Anstatt die Luft zu erwärmen, verwenden wir Infrarotlampen, um elektromagnetische Strahlung direkt auf die Oberfläche des Wafers zu richten. Wir nutzen dabei kurzwelliges Infrarotlicht – dieses dringt viel schneller durch die Schicht aus Flüssigkeit auf der Waferoberfläche ein als langwelliges Licht.
So entsteht ein „Schnelltrocknungs-Effekt“: Der Wafer erhält die benötigte Wärme, während der Rest des Gehäuses kalt bleibt.
Aber man kann nicht einfach eine Lampe dirigieren und darauf hoffen, dass alles funktioniert. Man muss auch auf die „Leckagen“ achten. Wir investieren viel Zeit in die Optimierung der Brennweite sowie in den Einsatz von Reflektoren, um den Strahl zu bündeln. Wenn der Strahl schmal genug ist, gibt es keine „Fehlwärme“, die sich im Gehäuse ausbreitet.
Das Ergebnis? Die Oberflächentemperatur der Maschine bleibt niedrig. Ihre Techniker können somit ungehindert im Werksbereich arbeiten, ohne befürchten zu müssen, verbrannt zu werden.
Aber es ist nicht alles perfekt. Es gibt Nebeneffekte.
Hochintensive Infrarotlampen haben eine enorme Wirkungskraft – das ist zwar gut für die Geschwindigkeit, doch sie sind anspruchsvoll in der Handhabung. Sie belasten den Stromkreis stark und müssen genau positioniert werden. Wenn die Lampe auch nur wenige Millimeter daneben steht, entstehen Hotspots auf dem Wafer.
Außerdem müssen Sie sicherstellen, dass Ihre Kühlfans ausreichen. Wenn der Kühlkörper der Lampe nicht richtig funktioniert, geht die Lampe einfach kaputt.
Letztendlich geht es darum, mit den physikalischen Prinzipien zusammenzuarbeiten – anstatt dagegen anzukämpfen. Warum also Energie dafür verschwenden, eine heiße Maschine abzukühlen, wenn man sie einfach nicht mehr erhitzen muss?