Warum wir wasserdichte Infrarotlampen in den Halbleiterfertigungsanlagen verwenden
Kommen wir nun auf den Reinigungs- und Trocknungsprozess in der Halbleiterfertigung zu sprechen. Wer schon einmal in einer solchen Anlage gearbeitet hat, weiß, dass diesem Prozess meist die Geschwindigkeit der gesamten Fertigungsmaschinerie abhängt – es handelt sich dabei um ein Engpassproblem.
Um dieses Problem zu lösen, verwenden wir wasserdichte Infrarotlampen. Sie sind das beste Mittel, um einen Wafer von „vollständig nass“ auf „vollständig trocken“ zu bringen, ohne dass die Oberfläche beschädigt wird oder Verunreinigungen zurückbleiben.
Das Problem mit herkömmlichen Öfen
Früher wurden Konvektionsöfen verwendet. Doch man muss sich vorstellen: Man heizt enorme Mengen an Luft auf, nur um einen winzigen Wafer zu trocknen. Das ist eine Verschwendung von Energie.
Infrarotlampen funktionieren anders: Sie nutzen elektromagnetische Strahlung, um direkt die Feuchtigkeit auf dem Wafer zu entfernen. Dadurch entfällt die Notwendigkeit, Luft zu nutzen. Da diese Lampen so effizient sind, brauchen wir keine alten, schädlichen chemischen Lösungsmittel oder bleihaltige Zusätze mehr. Es handelt sich dabei einfach um saubere, direkte Energie.
Umgang mit der Feuchtigkeit
Hier liegt das Problem: Die Lampen befinden sich direkt nach der Reinigungsstation. Das bedeutet, sie sind ständig der Feuchtigkeit sowie chemischen Dämpfen ausgesetzt. Das ist eine extrem schwierige Umgebung für die Lampen.
Wenn eine herkömmliche Quarzlampe bei hohen Temperaturen mit Wasser in Berührung kommt, bricht sie sofort. Um das zu verhindern, verwenden wir spezielle Quarzkapseln sowie versiegelte Endkappen. Dadurch bleibt die Feuchtigkeit vom Glühfaden fern, sodass die Lampe nicht kaputtgeht.
Wir verwenden außerdem Kurzwellen-Infrarotlampen. Warum? Weil sie tiefer in das Material eindringen können und das Wasser auf der Oberfläche in Sekundenschnelle entfernen. Das ist sehr schnell – und dadurch nimmt die Ausrüstung weniger Platz ein.
Der Nachteil: Die Wärmebewirtschaftung
Es gibt jedoch einen Haken: Hochintensive Infrarotlampen erzeugen viel Wärme. Man kann sie nicht einfach anschließen und dann weggehen.
Fehlt ein effektives Kühlsystem, wird das Gehäuse der Lampe deformiert. Noch schlimmer: Die Lampen gehen wegen der hohen Temperaturen früh kaputt. Man muss also das Kühlsystem richtig einstellen – sonst verschwendet man nur Geld für Ersatzteile.
Wir entwickeln diese Lampen als Ersatzeinheiten. Indem wir die Wellenlänge so einstellen, dass sie genau mit der Art und Weise übereinstimmt, wie Wasser Wärme aufnimmt, können wir den Wafer perfekt trocknen, ohne dass das Substrat überhitzt. Es funktioniert einfach.