Warum Infrarotheizung gegenüber Heißluftheizung besser ist für die Verarbeitung von Wafern
Falls Sie darüber nachdenken, von der Heißluftverteilung auf Infrarotheizung umzusteigen, sollten Sie das nicht einfach als „bessere Ausrüstung“ betrachten. Vielmehr geht es darum, Zeit zu sparen.
Heißluft ist langsam – sie nutzt die Konvektion, was bedeutet, dass zunächst die Luft erhitzt wird, in der Hoffnung, dass diese anschließend die Wafer erwärmt. Es besteht immer eine Verzögerung. Bei Infrarotheizung hingegen wird die Strahlungsenergie direkt auf den Substrat verwendet. Es ist schnell – wirklich schnell.
Bei der Verwendung von Heißluft muss man mit der thermischen Trägheit kämpfen. Man muss warten, bis die gesamte Kammer eine bestimmte Temperatur erreicht hat, bevor die Wafer überhaupt stabil werden können. Das ist zeitaufwendig.
Doch bei Infrarotlampen ist die Reaktion fast sofortig. Deshalb wird diese Technologie häufig in der schnellen thermischen Verarbeitung eingesetzt. Man kann so die Zieltemperaturen in Sekunden statt in Minuten erreichen. Dadurch verschwindet dieses „Warten“, das die gesamte Fertigungslinie verlangsamt.
Außerdem gibt es noch das Problem der Konstanz. Die Konvektion führt zu ungleichmäßiger Erwärmung – es entstehen kühle Stellen oder sogar Turbulenzen, die die Wafer verschieben können. Mit Infrarotheizung kann man die Erwärmung gezielt steuern. Da man die einzelnen Lampen separat steuern kann, lassen sich diese Probleme beseitigen. So erhält man ein gleichmäßiges Wärmeprofil über die gesamte Oberfläche der Wafer.
Aber es ist nicht alles so einfach. Infrarotlampen erzeugen eine enorme Menge an Energie. Deshalb müssen die Kühlvorrichtungen sowie Sensoren dem gerecht werden. Wenn der PID-Regler nicht auf diese Geschwindigkeit abgestimmt ist, kann die Temperatur überschritten werden – und die Wafer werden beschädigt.
Man kann keine Infrarotlampe einfach in ein System mit Heißluftheizung einbauen und damit fertig sein. Zuerst muss man die thermische Belastung aller umliegenden Komponenten berechnen.
Dennoch ist Infrarotheizung die beste Lösung für alle, die versuchen, mehr Wafer pro Stunde herzustellen. Sie verwandelt eine langsame, ineffiziente Prozessführung in einen präzisen Prozess.