Infrarotheizung gegen Heißluft: Welche Methode möchten Sie zur Erwärmung Ihrer Wafer verwenden?
Wenn Sie von der Heißluftzirkulation auf die Infrarotheizung umsteigen wollen, ändern Sie im Grunde genommen die gesamte Funktionsweise der Wärmezufuhr zu Ihren Wafern.
Denken Sie an die Heißluft – man erwärmt die Luft, pustet sie durch den Behälter und wartet darauf, dass die Luft ihre Energie an die Wafer weitergibt. Das ist langsam. Es gibt eine Verzögerung, die man praktisch spüren kann.
Bei der Infrarotheizung ist das anders: Es handelt sich dabei um Strahlung. Die Energie gelangt direkt zur Wafer – ohne dass ein „Mittelsmann“ wie Luft notwendig wäre.
Die Zeit drängt…
Wenn Sie Heißluft verwenden, kämpfen Sie gegen die thermische Trägheit. Die Luft sowie die Wände des Behälters saugen viel Wärme auf – das bedeutet, dass man Minuten braucht, bis die gewünschte Temperatur erreicht ist.
Infrarotlampen hingegen erreichen das Ziel in Sekundenbruchteilen. Das ist ein großer Vorteil bei schnellen thermischen Verarbeitungsprozessen. Wenn man nur eine schnelle chemische Reaktion auslösen oder eine Oberfläche behandeln möchte, kann man das ohne das Aufheizen des gesamten Substrats tun. Dadurch bleiben die Dopingstoffe genau dort, wo sie hingehören – anstatt dass sie sich verschieben.
Achten Sie auf die Entfernung zwischen Lampen und Wafer
Man darf eine Infrarotlampe nicht einfach wie einen Heizstrahler im Garagenbereich verwenden. Die Entfernung zwischen der Lampe und der Wafer ist entscheidend. Wenn man zu nahe kommt, entstehen „heiße Punkte“, die die Wafer verformen können. Wenn man die Lampe jedoch zu weit entfernt platziert, sinkt die Leistungsdichte – und die Produktivität nimmt ab.
Es handelt sich dabei um ein Gleichgewichtsproblem. Wir justieren diese Parameter in der Regel anhand der Wellenlänge. Kurzwellen sind ideal, wenn man eine schnelle Penetration benötigt; Mittelwellen sind besser geeignet, um Präzision auf der Oberfläche zu erzielen.
Die Kompromisse
Der Nachteil der Infrarotheizung ist, dass sie zwar schnell arbeitet, aber nicht immer gleichmäßig heizt. Im Gegensatz zu einer Umgebung mit gesättigter Luft, in der alles gleichmäßig erhitzt wird, kann die Infrarotheizung ungleichmäßig wirken. Oft heizen sich die Ränder der Wafer schneller als die Mitte.
Um das zu beheben, kann man nicht einfach darauf hoffen, dass alles gut geht. Man benötigt eine zonale Heizanordnung oder ein rotierendes Substrat, um eine gleichmäßige Erwärmung zu gewährleisten.
Und noch etwas: Achten Sie auf die Kühlung. Infrarotlampen haben eine enorme Leistungskraft. Wenn die Kühlvorrichtungen nicht richtig dimensioniert sind, besteht die Gefahr, dass die Lampe während der hohen Leistungszyklen beschädigt wird. Das ist sicherlich keine gute Lösung für einen Dienstag.