Warum wir auf die alten Ofenarten zugunsten der Infrarotbehandlung verzichten
Seien wir ehrlich: Die alten Konvektionsöfen sind in der Halbleiterindustrie eigentlich überholt. Sie sind sperrig, langsam und zudem schwer zu bedienen. Deshalb wechseln immer mehr Fabriken auf die Infrarotbehandlung. Es geht dabei nicht nur darum, den „umweltfreundlichen“ Anforderungen gerecht zu werden oder Blei zu vermeiden – es geht vielmehr darum, den Prozess effektiver zu gestalten.
Bei der Konvektionsheizung versucht man im Grunde, einen ganzen Raum voller Luft zu erwärmen, nur um Energie an eine kleine Waferfläche zu bringen. Das ist ineffizient. Bei der Infrarotbehandlung ist das anders: Die Energie gelangt direkt von der Quelle zum Substrat. Keine Zwischenstationen, kein Warten darauf, dass die Luft sich erwärmt. Dadurch kann man auf teure organische Lösungsmittel oder bleihaltige Beschleuniger verzichten, um den Prozess zu beschleunigen. Zudem sinkt der Energieverbrauch – um 30 % bis 50 %.
Und wenn man schon einmal in einem Reinraum gearbeitet hat, kennt man das Problem mit Staubpartikeln. Hochleistungsventilatoren wirken wie Staubsauger. Infrarotheizgeräte hingegen bleiben still stehen. Es gibt keinen bewegten Luftstrom, keine schwebenden Verunreinigungen und keine Verbrennungsgase, die in den kontrollierten Raum eindringen. Es handelt sich dabei um einen sauberen, leisen Prozess.
Aber es ist keine Magie – es gibt einige Dinge, die man richtig machen muss. Infrarotheizung ist zwar schnell – wirklich sehr schnell. Man erreicht die gewünschten Temperaturen bereits in Sekunden. Doch diese Geschwindigkeit hat auch ihre Nachteile. Wenn die Waferfläche nicht genau in der Mitte liegt oder die Intensität zu hoch ist, entstehen „heiße Punkte“. Ein Fehler kann dazu führen, dass das Substrat beschädigt wird. Man muss also sorgfältig mit den PID-Reglern und Entfernungssensoren umgehen – sonst werden die Materialien zerstört.
Das Beste daran: Der Energieverbrauch sinkt deutlich. Es entstehen keine Treibhausgase, und es gibt keinen großen Stromverbrauch. Der Prozess passt problemlos in die Fabrik und besteht ohne Probleme die Umweltprüfungen. Es handelt sich dabei einfach um eine einfachere Arbeitsmethode.