Het juiste proces voor het drogen van wafers, zonder energieverspilling
Als je probeert een halfgeleiderfabriek koolstofneutraal te maken, komt het allemaal neer op hoe je omgaat met warmte. Tijdens het drogen van wafers – waarbij je probeert de photoresisten te verharden of oplosmiddelen te verwijderen – wil je geen energie verspillen.
Het geheim ligt niet per se in een grotere heater. Het gaat erom dat de warmte echt op de wafer terechtkomt, in plaats van alleen het frame van de machine op te warmen. Daar komen hoge reflecterende IR-reflectoren om de hoek kijken.
Stop met het verspillen van de helft van je energie
Denk aan een gewone lamp: deze geeft warmte af in alle richtingen – 360 graden rondom. In een drooglijn betekent dit dat de helft van je energie zomaar verloren gaat. Verspild.
Wij gebruiken reflectoren die zijn bedekt met goud of aluminium, zodat de fotonen weer terug worden gekaatst naar het substraat. Hierdoor kan meer warmte op het oppervlak van de wafer terechtkomen.
Het beste van alles? Je kunt de vermogen van de lamp verminderen of de transportband versnellen. minder energieverbruik, minder warmte die de ruimte binnendringt. Het is een win-winsituatie.
Het kiezen van de juiste materialen
Meestal kiezen we voor aluminium of legeringen die zijn bedekt met goud. Goud is dan ook het standaardmateriaal: het kan extreme temperaturen aan zonder te oxideren. Maar natuurlijk heeft dit invloed op je budget.
Het lastige is dat als je een systeem met hoge vermogens gebruikt, de reflector zelf veel belast wordt. Je moet ervoor zorgen dat de behuizing goed geventileerd is. Als de reflector te heet wordt, begint de coating te verslechten. Dit leidt tot ‘hot spots’ op de wafer. Voordat je het weet, heb je al een hele batch verpest door ongelijkmatig drogen.
De balans: precisie is alles
Het is fijn om over te stappen op een ‘groene fabriek’ en minder energie per wafer te gebruiken. Het systeem bereikt ook sneller de gewenste temperatuur. Maar er is wel een nadeel.
Als je de warmte zo nauwkeurig richt, moet de positie van de wafer perfect zijn. Als de wafer zelfs maar een paar millimeter verschuift, daalt de warmtest intensiteit drastisch.
Je kunt dit niet zomaar doen. Je hebt een stevige mechanische bevestiging nodig om het substraat precies in het focapunt te houden. Combineer dit met een precisie-PID-controller, zodat je de temperatuur niet te hoog maakt en de randen van de wafer niet beschadigen.