Hören Sie auf, Zeit zu verschwenden: Warum Vakuum-Infrarotheizungen tatsächlich funktionieren
Wenn Sie bereits Erfahrung im Halbleiterbereich haben, kennen Sie sicherlich die Frustration, wenn man auf das Erreichen der richtigen Temperatur des Wafern warten muss. Lange Zeit wurde dazu heiße Luft in den Behälter gepumpt. Das funktionierte zwar, war aber sehr langsam. Und ehrlich gesagt: Die Temperaturverteilung war niemals perfekt.
Deshalb ist der Umstieg auf Vakuum-Infrarotheizungen eine große Erleichterung. Anstatt auf Luft zu setzen, um Wärme zu übertragen, nutzt die Infrarotheizung Strahlungsenergie. Die Energie trifft direkt auf das Substrat.
Stellen Sie sich das wie die Sonne vor: Man spürt nicht erst, dass die Luft um einen herum heiß wird, bevor man die Wärme der Sonne auf der Haut spürt – man spürt die Wärme sofort. In einem Vakuumbehälter funktionieren Infrarotlampen genauso. Da sie keine Luft zum Übertragen der Energie benötigen, muss man keine Zeit damit verschwenden, den ganzen Raum zu erhitzen, nur um ein einzelnes Siliziumstück zu erwärmen. Die gewünschte Temperatur wird in Sekunden erreicht. Kein Warten mehr auf den „Aufheizvorgang“. Man erhält ein gleichmäßiges Temperaturprofil und kann mit der Arbeit fortfahren.
Aber hier kommt das Problem: Im Vakuum ändern sich die Bedingungen für die Ausrüstung. Ohne Luft, die die Wärme vom Lampengehäuse wegtransportiert, können die Temperaturen gefährlich hoch werden. Wir müssen vorsichtig sein. Wir verwenden spezielle Quarzkapseln sowie Hochleistungsfilamente, damit die Wärme tatsächlich ins Werkstück gelangt und nicht die Wände des Behälters erhitzt.
Achten Sie außerdem darauf, Ihre Kühlkreise genau zu überwachen. Infrarotlampen liefern enorme Mengen an Energie in einem kleinen Raum. Wenn Ihre Wasserkühlung nicht richtig eingestellt ist, können die Dichtungen beschädigt werden. Das ist ein Problem, das man unbedingt vermeiden sollte.
Letztendlich geht es dabei um die Produktivität. Wenn man die Zeiten für das Heizen und Kühlen reduziert, sinken die Kosten pro Charge erheblich. Bei vielen älteren Anlagen reicht es aus, die Heizelemente auszutauschen – schon sieht man sofort Ergebnisse.
Nur eine Warnung: Man kann diese Geräte einfach nicht so einbauen und dann ignorieren. Präzision ist hier entscheidend. Wenn die Lampe nur wenige Millimeter falsch ausgerichtet ist, entstehen heiße Stellen und die Temperaturverteilung wird ungleichmäßig. Stellen Sie die Fokallänge und Ausrichtung richtig ein – dann steigt Ihre Stundenauslastung. Es braucht zwar etwas Vorarbeit, aber es lohnt sich.