Hören Sie auf, Ihre Vakuumkammer als Ofen zu nutzen!
Wenn Sie bereits Erfahrung im Halbleiterverarbeitungsprozess haben, wissen Sie, wie schwierig das ist. Man muss die Wafer auf hohe Temperaturen bringen – doch man möchte nicht, dass die gesamte Vakuumkammer zu einem Ofen wird.
Herkömmliche Infrarotlampen sind ziemlich unpraktisch: Sie verteilen die Wärme überall. Ein großer Teil der Energie prallt einfach von der Wafer ab und trifft stattdessen die Innenwände der Kammer. Schon nach kurzer Zeit ist die Kammer so heiß, dass man sich Verbrennungen zuziehen kann. Zudem muss man sich Sorgen machen, dass der Rahmen der Kammer durch die Hitze verformt wird. Das ist wirklich lästig.
Der Trick besteht darin, die Wärme genau dorthin zu lenken, wo sie hingehört.
Anstatt einfach nur eine normale Quarztube zu verwenden, nutzen wir gezieltes Infrarotlicht. Stellen Sie sich das wie den Wechsel von einer Glühbirne zu einer Taschenlampe vor. Durch spezielle Reflektoren und Emittoren können wir die Infrarotenergie in einen eng fokussierten Strahl lenken. Die Wärme trifft direkt auf das Substrat – die Wände bleiben dabei relativ kühl. So bleibt die Geschwindigkeit des Erhitzungsprozesses erhalten, ohne dass die Kammer überhitzt.
Das ist allerdings kein „Plug-and-Play“-Lösung. Man muss die Physik richtig berücksichtigen. Wir nutzen Kurzwellen-Infrarotlicht, weil dieses besser mit dem Vakuum umgeht und die Energie gezielt auf das Substrat lenkt. Zudem verwenden wir hochreines Quarzmaterial, damit keine schädlichen Gase entstehen.
Aber Achtung: Präzision ist entscheidend. Wenn man so viel Energie auf einen kleinen Punkt konzentriert, ist der Wärmefluss extrem hoch. Wenn der Reflektor auch nur wenige Millimeter falsch ausgerichtet ist, heizt man die Wafer nicht richtig auf – stattdessen entstehen Hotspots oder die Sensoren werden beschädigt. Außerdem braucht man weiterhin ein Kühlsystem, das die übrig gebliebene Wärme aufnimmt.
Das Beste ist jedoch, dass die Menschen, die die Maschinen bedienen, endlich wieder beruhigt arbeiten können. Wenn die Wände nicht mehr all diese Energie aufnehmen müssen, bleiben die Außenpaneele sicher zum Anfassen. Man kann also auf die voluminösen externen Wärmschutzschilde verzichten. Dadurch wird die Wartung deutlich einfacher.
Man kann dieses System direkt mit den vorhandenen PID-Steuerungen verbunden nutzen – so erhält man eine gleichmäßige Temperaturerhöhung, ohne ständig befürchten zu müssen, dass die Hardware schmilzt.