Trocknen von Wafern – ohne Verschwendung
Seien wir ehrlich: Herkömmliche Konvektionsöfen sind für moderne Halbleiterfabriken eine echte Plage. Sie sind sperrig, verbrauchen viel Energie und passen einfach nicht zu den Ansprüchen an umweltfreundliche, bleifreie Prozesse.
Deshalb verwenden wir heute wasserdichte Infrarotlampen für die Reinigungsschritte. Anstatt eine große Menge Luft zu erhitzen – was im Grunde eine Verschwendung von Elektrizität ist – beschießen diese Lampen direkt die Flüssigkeit auf den Wafern. Das ist eine viel effektivere Methode.
Wie es funktioniert
Stellen Sie sich vor: Warme Luft bewegt sich langsam. Infrarotstrahlung hingegen ist anders. Sie nutzt elektromagnetische Wellen, die direkt in die Flüssigkeit eindringen und dadurch die Wassermoleküle zum Schwingen bringen – sie verschwinden somit fast sofort.
Da diese Lampen in einer Umgebung mit hoher Feuchtigkeit arbeiten, können wir keine gewöhnlichen Glühbirnen verwenden. Wir nutzen stattdessen versiegelte Quarzkapseln sowie feuchtigkeitsresistente Steckverbindungen. Andernfalls würden die Glühfäden innerhalb weniger Tage oxidieren und ausbrennen. Niemand möchte schließlich jeden Dienstag neue Lampen einsetzen müssen.
Umweltschonend arbeiten
Die meisten traditionellen Trocknungssysteme setzen fossile Brennstoffe oder leistungsstarke Lüftungssysteme ein – das verbraucht wiederum viel Energie. Infrarotlampen hingegen laufen auf Elektrizität. Wenn man mit einem erneuerbaren Energiesystem verbunden ist, verschwindet der CO2-Ausstoß praktisch ganz.
Außerdem entstehen keine schädlichen VOCs oder chemischen Lösungsmittel. Es handelt sich dabei einfach um saubere Energie, die die Arbeit übernimmt.
Die Herausforderungen
Es ist jedoch nicht alles so einfach. Hochintensive Lampen sind zwar gut dafür geeignet, die Prozesse zu beschleunigen – doch die dabei entstehende Hitze kann problematisch sein. Wenn die Lampe zu nahe an der Waferplatte steht, besteht die Gefahr von thermischem Stress auf dem Substrat.
Man muss also genau die richtige Entfernung einhalten. Eine kleine Kalibrierung hilft dabei, zu vermeiden, dass das Silizium überhitzt wird.
Platzsparend
Das Beste daran: Diese Systeme benötigen nur wenig Platz. Man erhält dieselbe Trockenleistung wie bei einem großen Konvektionstunnel – doch der Platzbedarf ist nur ein Bruchteil davon. Das bedeutet mehr Freiraum in der Reinräumumgebung und weniger Probleme bei der Verlegung der Leitungen für das Reinigungswater. Es handelt sich dabei um eine einfache elektrische Lösung für ein kompliziertes chemisches Problem.