Warum wir auf Infrarotheizung statt auf Warmluftheizung in der Halbleiterfertigung umsteigen
Falls Sie immer noch auf die Zirkulation von Warmluft für Ihre thermischen Prozesse angewiesen sind, verbringen Sie wahrscheinlich viel zu viel Zeit mit Warten. In der tiefen Halbleiterfertigung ist diese Wartezeit ein echtes Problem – sie stellt das Hindernis dar, das alles verlangsamt.
Der Umstieg auf Infrarotheizung bedeutet nicht, dass man ein teures neues Gerät kaufen muss. Es geht vielmehr darum, seine Zeit zurückzugewinnen.
Das Problem mit Luft
Man sollte sich darüber im Klaren sein, wie Warmluft funktioniert: Man heizt die Luft auf, und anschließend muss die Luft das Substrat erwärmen. Das ist wie ein Mittelsmann – und Mittelsmänner sind langsam.
Infrarotheizung ist anders: Dabei werden elektromagnetische Strahlen direkt auf das Zielmaterial abgegeben. Es gibt keinen Mittelsmann – und man muss nicht warten, bis die Luft warm wird. In den Systemen, die wir entwickeln, ist die Erhitzungszeit meist 5 bis 10 Mal schneller als bei herkömmlichen Systemen mit Warmluftzirkulation. Das ist wirklich schnell.
Die Konstruktion des Heizers
Man kann einen Infrarotheizer einfach nicht in eine Kartonverpackung stecken und schon ist alles in Ordnung. Vor allem nicht in einem Reinraum. Wir fertigen die Gehäuse unserer Heizer aus hochwertigem Edelstahl an. Dadurch bleibt alles sauber – es kommt zu keiner Ausgasung und keinem Korrosionsschaden. Doch hier liegt das Geheimnis: Das Gehäuse fungiert eigentlich als Spiegel. Wir achten darauf, dass jedes Photon direkt auf das Werkstück trifft. Wenn der Winkel auch nur um wenige Grad fehlt, verschwendet man Energie und der Wärmeverlust ist größer.
Die Herausforderungen – und wie man damit umgeht
Infrarotheizung wirkt zwar stark und schnell – doch man kann sie nicht einfach in ein altes System einbauen und erwarten, dass es perfekt funktioniert. Wenn das Material keinen plötzlichen Temperaturanstieg verkraften kann, kann es zerbrechen. Um das zu verhindern, verwenden wir einen PID-Controller, um eine schrittweise Erhitzung zu erreichen. Das ist wie ein Dimmer – man erhöht die Temperatur allmählich, sodass das Material nicht unter Stress kommt.
Was das konkret für Sie bedeutet
Wenn man sich nicht mehr um die Menge der Luft kümmert, sondern stattdessen auf die Strahlungsenergie setzt, passieren zwei Dinge: Erstens sinken die Zeiten für die Vorheizung und das Einweichen drastisch. Das bedeutet, dass man pro Stunde viel mehr Geräte bearbeiten kann. Zweitens werden die Geräte kleiner – da man keine großen Lufterhaltungskammern benötigt, wird die gesamte Anlage kleiner. Man erhält somit mehr Leistung, ohne dabei Wände verschieben oder mehr Lagerfläche mieten zu müssen.