Infrarotheizung gegen Gebläseluft – Welche Methode eignet sich wirklich für Reinräume?
Beim tiefen Bearbeiten von Halbleitern muss man sich meist zwischen zwei Methoden zur Erhitzung entscheiden: die herkömmliche Methode mit Gebläseluft oder die Infrarotheizung.
Bei der Methode mit Gebläseluft wird einfach warme Luft durch den Raum geblasen, bis die zu behandelnde Komponente warm wird. Bei der Infrarotheizung hingegen handelt es sich um elektromagnetische Strahlung, die direkt auf das Ziel trifft – ohne Zwischenmittel.
Das Warten
Wer schon einmal die Methode mit Gebläseluft verwendet hat, kennt das Problem des Wartens. Es ist frustrierend: Zuerst muss die Luft erhitzt werden, anschließend die Wände des Raumes – und erst danach die eigentliche Komponente. Es fühlt sich an, als würde man einfach nur dastehen und warten müssen, bis die Ausrüstung fertig ist.
Infrarotheizungen umgehen das Problem komplett. Die Energie gelangt direkt in das Material. Dadurch werden „Minuten des Wartens“ zu „Sekunden“. In einer Produktionsstätte mit hohem Ausstoß ist das ein großer Vorteil. Man muss nicht mehr Geld für die Erwärmung der Luft im Raum ausgeben, sondern kann die Energie direkt dort einsetzen, wo sie benötigt wird – also in der Wafer. Dadurch geht der gesamte Prozess schneller voran.
Probleme in Reinräumen
In Reinräumen ist die Verwendung von Gebläseluft ein Albtraum – schließlich wird dadurch Staub und Partikel aufgewirbelt. Um das zu verhindern, muss man viel Geld in HEPA-Filter sowie riesige, hochdruckfähige Lüfter investieren. Das ist laut, unpraktisch und teuer.
Infrarotheizungen hingegen sind einfach zu verwenden: Es gibt keine Lüfter, die kaputtgehen können, und auch keine Filter, die ausgetauscht werden müssen. Dadurch wird die Anlage kleiner – und man beseitigt einen der größten Gründe dafür, warum die Umgebung verschmutzt wird. Es ist einfach leiser.
Die Nachteile
Infrarotheizungen sind jedoch kein Allheilmittel. Sie haben ihre Eigenheiten. Da es sich um eine Technologie handelt, bei der die Strahlung nur dann wirkt, wenn sie auf ihr Ziel trifft, kann sie nur die Bereiche erwärmen, die sichtbar sind. Wenn die Komponente seltsame Formen hat oder tiefe Vertiefungen aufweist, entstehen kühle Stellen. Man muss daher sehr genau darauf achten, dass die Strahlung gleichmäßig auf alle Bereiche trifft.
Außerdem ist die Hitze so intensiv, dass man die Heizung nicht einfach so einstellen kann. Man braucht einen präzisen PID-Controller. Wenn die Rückkopplungsschleife nicht richtig funktioniert, kann die Temperatur zu hoch werden – und das Substrat wird beschädigt, bevor man überhaupt merkt, was passiert ist.
Es erfordert etwas mehr Präzision bei der Einstellung – aber sobald alles richtig eingestellt ist, ist das Ergebnis wirklich beeindruckend.