Warum Infrarotbehandlung für den trocknenden Prozess ohne Blei sinnvoll ist
Bei der Herstellung von Halbleitern ist „Reinheit“ nicht nur ein Ziel – sie ist vielmehr entscheidend. Es darf keine einzige Staubpartikel oder Spur von Verunreinigungen auf den Wafern sein.
Lange Zeit wurden konventionelle Öfen verwendet. Doch seien wir ehrlich: Solche Öfen sind unpraktisch. Sie bläsen künstliche Luft durch den Raum – was im Grunde nichts anderes ist, als die Verunreinigungen im Reinraum weiterzuverbreiten. Zudem ist das Erhitzen eines großen Raumes mit Luft eine enorme Energieverschwendung.
Deshalb verwenden wir Infrarotheizer. Anstelle von Luft wird die Energie durch elektromagnetische Strahlung übertragen. Die Energie gelangt direkt zum Substrat – ohne Zwischenhändler. Es geht dabei um Effizienz.
Da Infrarotenergie keine Zeit damit verschwendet, den Raum zu erhitzen, trifft sie die Harze oder Photoresisten auf den Wafern genau dort, wo sie benötigt werden. Dadurch können die Aufwärmzeiten von Stunden auf Sekunden reduziert werden. Das ist wirklich schnell.
Außerdem muss man sich keine Sorgen machen, dass Verunreinigungen in den Arbeitsbereich gelangen – schließlich braucht man nicht mit Verbrennungsvorgängen oder Luftzirkulationen zu kämpfen. Wenn man nach Zertifizierungen wie „Null-Emissionen“ oder „ohne Blei“ strebt, dann ist dies wohl die beste Lösung.
Die praktischen Herausforderungen
Wir bauen diese Heizer so, dass sie äußerst rein sind. Wir verwenden hochreinen Quarz sowie spezielle Filamente, damit keine metallischen Partikel auf die Produktionseinrichtungen gelangen.
Aber man muss auch auf die Temperaturgradienten achten. Infrarotenergie ist sehr leistungsstark. Wenn die Wafer nicht mit der richtigen Geschwindigkeit bewegt werden, können lokale Hitzentren entstehen. Man muss daher die Geschwindigkeit des Transportbands perfekt einstellen – sonst besteht die Gefahr, dass das Substrat verformt wird. Und wenn die Leistung zu hoch eingestellt wird, ohne dass es einen effektiven Wärmeabführer gibt, kann es zu thermischem Stress an den Rändern der Wafer kommen. Das erfordert etwas Finesse.
Der Vorteil: mehr Platz
Der größte Vorteil ist jedoch der Platz, den man dadurch gewinnt. Man kann einen riesigen Ofen durch eine modulare Heizzone ersetzen. Keine komplizierten Leitungen mehr – man kann einfach die Wellenlänge und die Leistungsdichte anpassen, um genau das gewünschte Trocknungsprofil zu erreichen.
Es handelt sich dabei um eine effizientere und leisere Methode zur Trocknung – ohne all die Nachteile der alten Systeme.