Warum die Vakuum-IR-Härtung die richtige Lösung für leitfreie Technologien ist
Seien wir ehrlich: Konvektionsöfen sind veraltet. Sie sind langsam, sperrig und einfach nicht die richtige Lösung für die Anforderungen der Halbleiterindustrie. Deshalb haben wir auf Vakuumkammer-IR-Heizer umgestellt. Dadurch entfällt die Notwendigkeit von chemischen Lösungsmitteln – außerdem wird der Kohlenstoffausstoß während des Härtevorgangs stark reduziert.
Das Geheimnis liegt darin, dass im Vakuum keine Luftmoleküle vorhanden sind, die die Wärme ablenken könnten. Die IR-Strahlung trifft direkt auf das Substrat – ohne Zwischenmittel.
Die physikalischen Prinzipien
Wenn man einen herkömmlichen Ofen verwendet, geht eine Menge Energie darauf drauf, die Luft zu erhitzen. Das ist Verschwendung. Im Vakuum hingegen erfolgt die Wärmeübertragung durch Strahlung. Wir stellen die Heizer so ein, dass sie genau auf die Absorptionsbänder des Photoresists oder Klebstoffs abgestimmt sind. Durch Anpassung der Wellenlänge sorgen wir dafür, dass die Wärme tief in das Material eindringt – ohne die Oberfläche zu beschädigen.
Und es geht schnell – wirklich schnell. Die Härtezeit verkürzt sich von Stunden auf Minuten. Das ist der eigentliche Vorteil: Man muss keinen großen, energieverbrauchenden Ofen die ganze Zeit laufen lassen.
Umweltfreundlich und leitfrei
Wenn man mit leitfreien Lötverbindungen oder umweltfreundlichen Klebstoffen arbeitet, weiß man, dass diese sehr anspruchsvoll sind. Eine falsche Temperatur kann dazu führen, dass Risse oder Trennungen entstehen.
Das Problem bei alten Öfen sind „Kältepunkte“, die durch ungleichmäßige Luftzirkulation entstehen. Unsere IR-Heizer lösen dieses Problem, indem sie die Wärme gleichmäßig über die gesamte Waferoberfläche verteilen. Zudem entstehen keine Verbrennungsgase oder Schadstoffe – es handelt sich dabei um einen sauberen Prozess.
Die Herausforderungen bei der Konstruktion
Es ist jedoch nicht alles einfach. Hochintensive IR-Strahlung im Vakuum stellt eine echte Herausforderung dar – nämlich die Wärmeableitung. Während das Substrat die IR-Strahlung aufnimmt, können die Wände der Kammer sowie die Heizelemente extrem heiß werden. Wenn man die Kühlsysteme nicht richtig einstellt, kommt es zu thermischen Problemen. Man muss also den richtigen Ausgleich zwischen der Leistung der Heizer und der Fähigkeit des Vakuumsystems finden, die Wärme von den Bereichen wegzuholen, die nicht heiß werden dürfen.
Wir haben diese Systeme so konzipiert, dass sie als Ersatz für die alten thermischen Systeme dienen können. Dadurch entsteht weniger Platzbedarf auf dem Boden – außerdem gibt es keine Emissionen. Das macht einfach Sinn.