Hören Sie auf, die Wände der Kammer zu erhitzen – eine bessere Methode zur Erwärmung von Halbleiterwafern
Wenn man Halbleiterwafern erhitzt, möchte man, dass die Energie direkt auf das Substrat trifft – und nicht auf den Gehäusekörper der Maschine. Das Problem ist jedoch, dass herkömmliche Infrarotlampen die Wärme in alle Richtungen abgeben – also in 360 Grad. Wenn man mit einer begrenzten Arbeitsfläche arbeitet, saugen die inneren Wände der Kammer diese überschüssige Wärme auf. Das ist ein Problem. Bald schon besteht die Gefahr, dass die Dichtungen beschädigt werden oder dass der Bediener sich verbrennt, weil die Außenseite der Maschine viel zu heiß zum Anfassen ist.
Wie wir dies lösen
Wir nutzen dazu Infrarottechnologie, die es ermöglicht, die Wärme gezielt zu lenken. Anstelle eines einfachen Quarzkörpers verwenden wir spezielle Beschichtungen oder Reflektoren, um die Infrarotenergie genau dorthin zu leiten, wo sie benötigt wird – also auf die Wafer. Dadurch wird der Strahl eingegrenzt. Indem wir die Energie konzentrieren, verhindern wir, dass die Wärme in das Chassis gelangt.
Aber man muss die Entfernung genau richtig einstellen. Es handelt sich dabei um ein Gleichgewicht zwischen der Leistung der Lampe und der Stelle, an der der Reflektor die Energie bündelt. Wenn man die Lampe zu nah bringt, entstehen Hotspots. Wenn man sie wiederum zu weit entfernt platziert, geht die gezielte Wärmeabgabe verloren und die Wärme gelangt wieder in die Wände der Kammer.
Die Kompromisse (denn nichts ist perfekt)
Gezielte Erwärmung ist keine Magie. Während die Wände der Kammer kühl bleiben, muss die Wärme direkt auf die Oberfläche der Wafer gebracht werden. Das bedeutet, dass man sicherstellen muss, dass die PID-Controller mit diesen schnellen Temperaturänderungen zurechtkommen. Wenn das Kühlsystem nicht für diese konzentrierte Energiebelastung ausgelegt ist, wird die Zieltemperatur überschritten.
Für beste Ergebnisse sollten Sie Reflektoren mit Goldbeschichtung verwenden. Sie haben eine hervorragende Reflexionsfähigkeit im Kurzwellenspektrum und sorgen dafür, dass die Wärme genau dorthin gelangt, wo sie benötigt wird.
Eine wichtige Hinweis: Je höher die Leistung der Lampe ist, desto mehr muss man auf die Ausrichtung achten. Ein paar Millimeter Versatz können ausreichen, damit die Wärme nicht mehr auf der Wafer landet, sondern direkt in die internen Komponenten der Maschine gelangt. Und das ist ein Fehler, den man nur einmal machen darf.