Hören Sie auf, Ihre Wafer im Ofen zu erhitzen – es gibt eine bessere Methode
Wenn man Wafer erhitzt, möchte man, dass die Energie direkt auf das Substrat trifft. Nicht auf die Wände der Maschine.
Das Problem ist: Herkömmliche Infrarotlampen strahlen die Wärme in alle Richtungen ab – also in 360 Grad. In einem engen Halbleiterofen führt das zu Problemen. Die Innenwände werden somit zu „Riesenschwämmen“, die die Wärme speichern und dadurch unerwünschte „heiße Stellen“ entstehen. Das kann dazu führen, dass die Bauteile beschädigt werden – oder schlimmer noch: Der Bediener kann sich verbrühen, wenn er einen ungünstigen Punkt berührt.
Konzentration der Wärme
Deshalb kommt das konzentrierte Infrarotlicht ins Spiel. Anstatt einfach einen gewöhnlichen Quarztubus einzusetzen, verwenden wir spezielle Reflektoren und Beschichtungen.
Stellen Sie sich das wie eine Taschenlampe statt einer Glühbirne vor: Die Infrarotenergie wird nach vorne gelenkt, sodass die Wärme direkt auf das Wafer trifft. Dadurch wird Energie nicht mehr verschwendet. Das Ergebnis: Das Wafer erreicht die gewünschte Temperatur, während die Außenseite des Gehäuses weiterhin kühl genug bleibt, um berührt werden zu können.
Die „goldene Mitte“
Die richtige Entfernung zwischen der Lampe und dem Wafer zu finden, ist eine Kunst für sich.
Wenn die Lampe zu nah angebracht wird, entstehen „heiße Stellen“ auf der Oberfläche des Wafers. Wenn sie wiederum zu weit entfernt ist, fehlt die nötige Intensität, um die Temperatur schnell zu erhöhen.
Wir bestimmen die optimale Entfernung in der Regel anhand der Leistung der Lampe sowie des gewünschten Temperaturgradienten. Man braucht einfach genügend Platz, damit die Strahlung gleichmäßig über das gesamte Wafer verteilt werden kann.
Die Einschränkungen
Es handelt sich dabei jedoch nicht um einen Zauberstab. Es gibt immer Kompromisse.
Da die Strahlung konzentriert wird, ist die Wärmedichte am Fokuspunkt sehr hoch. Wenn der PID-Regler nicht richtig eingestellt ist, wird die gewünschte Temperatur bereits erreicht, bevor man reagieren kann.
Und noch ein wichtiger Punkt: Halten Sie die Reflektoren sauber. Ein wenig Staub oder chemische Rückstände mögen zwar unbedeutend erscheinen, doch sie stören die Strahlung. Dann kehrt man wieder zum Problem der ungleichmäßigen Wärmeverteilung zurück.