Zeit für den Schnittvorgang: Warum Vakuum-IR-Heizer besser sind als Heizgeräte mit heißer Luft
Wenn Sie im Bereich der tiefen Halbleiterverarbeitung arbeiten, wissen Sie, dass jede vergeudete Sekunde bedeutet, dass Geld verloren geht. Viele Menschen beginnen mit Heizgeräten, die heiße Luft nutzen – doch wenn man die Prozesszeiten wirklich verkürzen will, muss man auf Vakuum-kompatible Infrarot-Heizer zurückgreifen.
Das Problem bei der erzwungenen Konvektion ist, dass dazu ein Gasmedium benötigt wird, um Wärme auf die Wafer zu übertragen. Im Vakuum hingegen gibt es kein Luftmedium – man kann nichts zirkulieren lassen, was dort nicht vorhanden ist. Das ist ein physikalisches Dilemma.
Vermeidung des Zwischenmittels
Daher kommen die Infrarot-Heizer ins Spiel. Anstelle darauf zu warten, dass die Luft aufgewärmt wird, nutzen diese Heizer elektromagnetische Strahlung. Die Photonen treffen direkt auf das Substrat.
Es geht dabei sehr schnell – wirklich schnell. Man muss keine Zeit mehr damit verschwenden, die gesamte Atmosphäre im Behälter aufzuwärmen. Statt Minuten zu warten, bis alles warm genug ist, reduziert sich die Zeitspanne auf Sekunden. Die Wafer erreichen fast sofort die gewünschte Temperatur – dadurch steigt die Produktivität stark an.
Erhalt der Sauberkeit
Nicht jeder Heizer eignet sich für den Einsatz im Vakuum. Herkömmliche Heizer neigen dazu, Lecks zu haben oder Gase abzugeben – was in einem Reinraum ein Albtraum ist.
Wir lösen dieses Problem, indem wir spezielle Quarzkapseln und Dichtungen verwenden, die dem Vakuumdruck standhalten können. Zudem verwenden wir hochreine Materialien, die nicht rauchen oder Partikel abgeben, wenn sie extrem heiß werden. Dadurch bleibt das Vakuum stabil und die Wafer sauber.
Kompromisse (denn nichts ist perfekt)
Ich werde Ihnen nicht weismachen, dass Infrarot-Heizer ein Wundermittel sind. Da die Energieübertragung so schnell stattfindet, kann es leicht passieren, dass die gewünschte Temperatur überschritten wird, wenn der PID-Regler nicht richtig funktioniert.
Man sollte daher Thermoelemente oder Pyrometer mit schneller Reaktionszeit verwenden, um alles unter Kontrolle zu halten. Außerdem muss man auf das Kühlsystem achten – wenn dieses zu klein ist, kann die Abwärme in die Wände des Behälters eingedringen und die Sensordaten beeinträchtigen.
Aber wenn man diese Komponenten mit einem präzisen Leistungskontroller verbindet, sind die Vorteile enorm. Es entstehen viel gleichmäßigere Temperaturgradienten – außerdem wird der Platzbedarf der Geräte deutlich reduziert. So kann man endlich diese sperrigen Gebläse und komplizierten Leitungen entfernen und wieder etwas Platz im Labor gewinnen.