Hören Sie auf, die Luft zu erhitzen: Eine intelligente Methode zur Wärmebehandlung von Halbleitern
Seien wir ehrlich: Herkömmliche Konvektionsöfen sind im Grunde genommen riesige Behälter, die jede einzelne Luftmolekül darin erwärmen müssen, nur damit ein winziger Wafer auf die richtige Temperatur gebracht werden kann. Das ist eine enorme Energieverschwendung.
Wir haben eine bessere Methode gefunden. Anstatt den ganzen Raum zu heizen, verwenden wir Kurzwellen-Infrarotlampen, um direkt die Oberfläche des Wafern zu erwärmen. Es ist, als würde man von einem Heizgerät auf eine Infrarotlampe umsteigen – man muss nicht mehr die Wände der Maschine erwärmen, sondern die Energie direkt dorthin leiten, wo sie wirklich benötigt wird.
Die Kraft der Strahlungswärme
Kurzwellen-Infrarotstrahlung arbeitet bei höherer Frequenz. Das bedeutet, dass die Energie nicht nur an der Oberfläche bleibt, sondern tatsächlich in das Material eindringt. Dadurch können die gewünschten Temperaturen viel schneller erreicht werden. In einer „Grünen Fabrik“ zählt jeder Kilowattstundeneinsatz. Durch den Einsatz von Hochleistungslampen kann die Energieverbrauch reduziert werden. Das ist wirklich schnell – und das verändert die Gesamtenergiekosten erheblich.
Was befindet sich eigentlich in der Lampe?
Wir gehen bei der Herstellung keine Kompromisse ein. Wir verwenden hochreine Quarzgehäuse sowie Halogenkreisläufe, damit die Filamente weiterhin funktionieren. Das Halogengas ist hier das Geheimnis – es verhindert, dass das Wolfram zu schnell verdampft. Ohne dieses Gas würden die Röhren mit der Zeit dunkler werden und ihre Funktionalität verlieren. Zudem nutzen wir spezielle Beschichtungen, um die Wellenlänge anzupassen. Wir möchten, dass das Silizium oder der Fotorezist die Wärme aufnimmt – und sie nicht zurück in die Ausrüstung reflektiert.
Die Herausforderungen bei der Integration
Man kann einfach nicht einfach eine Glühbirne austauschen und damit fertig sein. Man muss auch auf das Stromnetz achten. Diese Hochleistungslampen ziehen sofort viel Strom – wenn man die Stromquellen und PID-Controller nicht richtig einstellt, kann es zu Störungen kommen. Außerdem muss man auch auf die Kühlung achten. Kurzwellen-Infrarotlampen erzeugen viel Wärme. Wenn die Kühlsysteme nicht richtig dimensioniert sind, können die Enden der Lampen beschädigt werden – oder schlimmer noch: Der Quarzrohr kann unter dem Druck zerbrechen.
Aber sobald alles richtig eingestellt ist, werden die Zykluszeiten kürzer. Kürzere Aufwärmzeiten bedeuten weniger Kohlendioxidemissionen pro produzierter Einheit. Es ist einfach eine sauberere Art zu arbeiten.