Hören Sie auf, auf die Trocknung der Wafer zu warten: Warum Infrarot besser ist als heiße Luft
Wenn Sie bereits Erfahrung mit der tiefen Verarbeitung von Halbleitern haben, wissen Sie, dass die Reinigungsphase in der Regel der Punkt ist, an dem alles langsamer wird. Das ist das typische Engpassproblem.
Ich sehe immer noch viele Betriebe, die dazu heiße Luft nutzen, um ihre Wafer zu trocknen. Klar, das funktioniert – aber es dauert ewig. Wenn man stattdessen wasserdichte Infrarotlampen verwendet, ändert sich im Grunde das Spielprinzip.
Lassen Sie uns über die Zeit sprechen
Heiße Luft basiert auf Konvektion: Man erhitzt die Luft, bläst sie über die Oberfläche der Wafer und wartet darauf, dass die Feuchtigkeit verdunstet. Das ist ein langsamer und zeitaufwendiger Prozess.
Infrarot hingegen arbeitet mit Strahlungsenergie. Die Hitze bewegt sich in geraden Linien und trifft sofort auf die Oberfläche der Wafer. Es geht hier um Sekunden – nicht um Minuten. Wenn die Trocknungszeit so stark reduziert wird, hat man plötzlich viel mehr Platz – schließlich muss die Trocknungsanlage nicht mehr kilometerlang sein.
Das Problem mit der Feuchtigkeit
Das Schwierige ist: Die Reinigungsphasen sind feucht. Wenn man einfach eine gewöhnliche Infrarotlampe dort einsetzt, funktioniert diese sofort nicht mehr – sobald Wasser auf den heißen Quarzkörper trifft. Das ist ein Desaster.
Deshalb verwenden wir Lampen mit wasserdichten Abdichtungen und speziellen Beschichtungen. So können sie in solchen hochfeuchten Bereichen verwendet werden, ohne dass die Glühfäden zerstört werden.
Außerdem reagieren diese Lampen sofort. Ein Ofen mit heißer Luft braucht lange, um sich aufzuwärmen oder abzukühlen. Mit Infrarot ist das etwas anderes – die Lampe kann sofort eingeschaltet oder ausgeschaltet werden. Man braucht nur eine präzise Steuerung, damit alles richtig funktioniert.
Die Einschränkungen
Es ist jedoch nicht alles perfekt. Hohe Intensitäten des Infrarots führen zu enormer Hitzeentwicklung. Das ist zwar gut für die Geschwindigkeit, doch für das Substrat ist das zu viel. Wenn man zu viel Leistung nutzt oder die Lampen zu nahe an die Wafer platziert, kann dies dazu führen, dass die Wafer verformt werden. Man muss also Zeit investieren, um die Höhe und die Leistung so einzustellen, dass sie genau zum Dicke des Materials passen.
Vom Einsatz von heißer Luft auf Infrarot umzusteigen bedeutet nicht nur den Austausch eines Bauteils – es bedeutet auch eine völlig neue Art, über die Durchlaufzeit nachzudenken. Die Wafer können dadurch viel schneller durch das System gebracht werden – man muss nur sicherstellen, dass die Kühlphase mit diesem Tempo mithalten kann.