Hören Sie auf, auf den Ofen zu warten – warum die IR-Trocknung tatsächlich funktioniert
Wenn Sie weiterhin auf die Zirkulation von Heißluft angewiesen sind, spielen Sie im Grunde ein Wartesspiel. Sie erhitzen die Luft und warten anschließend darauf, dass diese Luft das Wafer erhitzt. Das ist langsam. In einer Halbleiterfabrik ist diese Verzögerung fatal.
Wir haben auf zertifizierte Infrarot-Trocknungsleuchten umgestellt, um diesen „Mittelsmann“ wegzulassen. Anstelle von Konvektion nutzen wir Strahlung.
Die Wärme kommt genau dorthin, wo sie hingehört
Infrarotleuchten senden elektromagnetische Wellen aus, die direkt auf das Substrat treffen. Man muss nicht warten, bis der gesamte Raum eine bestimmte Temperatur erreicht hat. Die Energie dringt sofort ein. Dadurch werden die Aufheizzeiten, die früher Minuten dauerten, auf Sekunden reduziert. Mit einem IR-System wird also die träge „thermische Trägheit“ beseitigt, die bei herkömmlichen Ofenanlagen vorhanden ist.
Mehr Wafer, weniger Platzbedarf
Heißluftsysteme sind sehr groß. Man braucht viel Platz für die Gebläse und Wärmetauscher. Infrarotleuchten hingegen sind winzig. Man kann sie direkt in die Maschinen einbauen. Außerdem wird nur der Bereich erwärmt, der wirklich wichtig ist – nicht der ganze Raum.
Es handelt sich dabei um einfache Rechenregeln: Schnellere Trocknungszyklen bedeuten mehr Wafer, die pro Stunde verarbeitet werden können. Kürzere Verweildauern führen zu niedrigeren Kosten pro Stück. Das macht einfach Sinn.
Die Einschränkungen (denn es gibt immer welche)
IR ist zwar keine Zauberwaffe. Da die Wärme so schnell einwirkt, kann es leicht passieren, dass die Zieltemperatur überschritten wird, wenn die PID-Controller nicht perfekt eingestellt sind. Man muss außerdem auf die Wärmeabgabe achten. Wenn die Abdeckung nicht richtig belüftet wird, kann es dazu kommen, dass die Elektronik beschädigt wird. Man braucht Kühlventilatoren, die mit der Wärmeentwicklung Schritt halten können – sonst droht ein vorzeitiger Ausfall der Leuchten.
Mein Rat: Nutzen Sie dazu einen schnell reagierenden Thermoelement und halten Sie den Abstand zwischen der Leuchte und dem Wafer möglichst gering. So kann man das Potenzial der Strahlung optimal nutzen.