Warum IR-Heizung der Hot-Air-Heizung bei der Bearbeitung von Wafern überlegen ist
Falls Sie immer noch auf die Heizung mit heißer Luft für die tiefgehende Bearbeitung von Halbleitern setzen, verbringen Sie wahrscheinlich viel zu viel Zeit mit dem Warten. Der Übergang auf IR-Heizung ist keine bloße „Verbesserung“ – es geht darum, die Produktivität nicht durch unnötige Wartezeiten zu beeinträchtigen.
Das grundlegende Problem mit Luftheizung
Man muss sich vorstellen, wie heiße Luft funktioniert: Lüfter sorgen dafür, dass die erhitzte Luft in Bewegung kommt – in der Hoffnung, dass sie den Wafer erreicht und genug Energie abgibt, um die Bearbeitung durchzuführen. Das ist jedoch sehr langsam. Es entstehen Verzögerungen. Es ist, als würde man versuchen, einen Raum mit einem Föhn zu heizen – man investiert viel Energie, nur um die Luft in Bewegung zu bringen.
IR-Heizung ist anders. Dabei handelt es sich um elektromagnetische Strahlung. Die Energie bewegt sich mit der Geschwindigkeit des Lichts und trifft direkt auf den Wafer. Dadurch sinken die Aufwärmzeiten von Minuten auf Sekunden. Das ist ein großer Unterschied.
Beseitigung der Engpässe
In einer Produktionslinie für die tiefgehende Bearbeitung ist Zeit alles. Die „Zeitaufwandkosten“ sind oft der Grund dafür, dass die Produktion ins Stocken gerät. Mit IR-Lampen kann man gezielte Hitze erzeugen. Man verschwendet keine Energie damit, den gesamten Raum zu erhitzen, nur damit ein Wafer die richtige Temperatur erreicht. Dadurch können die PID-Controller viel schneller auf die gewünschten Werte reagieren und diese konstant halten.
Wir verwenden in der Regel Kurzwellen- oder Mittelwellen-IR-Heizung. Warum? Weil wir möchten, dass die Energie wirklich in das Wafermaterial eindringt – und nicht nur die Oberfläche erwärmt.
Die Herausforderungen
Man kann einfach keinen Heizer austauschen und schon ist alles in Ordnung. IR-Heizung ist nämlich Richtungsabhängig. Wenn die Ausrichtung der Lampe falsch ist oder der Wafer uneben ist, entstehen heiße Stellen. Man muss also sehr genau auf die Brennweiten achten. Zudem muss das Kühlsystem in der Lage sein, mit dieser schnellen Temperaturänderung umzugehen. Wenn das nicht möglich ist, werden die Wafer verformt.
Was das für die Produktion bedeutet
Tatsache ist: Luftheizung ist verschwenderisch. Man zahlt dafür, Luft zu erhitzen, die den Produkt gar nicht berührt. Durch den Wechsel auf IR-Heizung wird die Größe der Heizanlagen reduziert und die Bearbeitungszeiten verkürzt. Wenn man versucht, mehr Wafer pro Zeiteinheit zu bearbeiten, ohne fünf weitere Maschinen kaufen zu müssen, dann ist das der richtige Weg.