IR-Heizung gegen heißes Luftstrom – Warum Ihre Fertigungsanlage warten muss
Die meisten Fertigungsanlagen arbeiten immer noch mit heißer Luft zur Erwärmung der Wafer. Ich sehe das ständig. Das eigentliche Problem ist die Verzögerung bei der Erwärmung. Luft ist einfach ein schlechter Leiter von Wärme. Man muss also nur dastehen und auf die Uhr schauen, bis die Kammer endlich die gewünschte Temperatur erreicht hat. Diese Aufwärm- und Abkühlzyklen sind nicht nur lästig – sie mindern außerdem die Produktivität erheblich.
Der Geschwindigkeitsunterschied ist enorm.
Bei der IR-Heizung entfällt der Zwischenhändler. Anstatt die Luft zu erhitzen, um anschließend den Wafer zu erwärmen, wird die Energie direkt über elektromagnetische Strahlung auf den Wafer übertragen. Bei komplexen Bearbeitungsprozessen ist das ein großer Vorteil – die Erwärmung erfolgt fast sofort. Die Wärme kommt genau dorthin, wo sie benötigt wird. Zudem werden die Zykluszeiten verkürzt, und man braucht weniger Platz für die Geräte.
Nun zu den Quarzschilden.
Diese Lampen werden extrem heiß. Um zu verhindern, dass die Heizelemente beschädigt werden, werden sie in hochreinem Quarzglas eingehüllt. Diese Schilder erfüllen zwei wichtige Funktionen: Erstens halten sie Verunreinigungen vom Heizelement fern, sodass die Lampen nicht vorzeitig ausbrennen. Zweitens tragen sie dazu bei, die Wärme gleichmäßig zu verteilen. Wir verwenden Quarz, weil es bei hohen Temperaturen stabil bleibt. Es lässt die speziellen IR-Wellenlängen ungehindert durchdringen, ohne die Energie aufzunehmen. Wenn man stattdessen billiges Glas verwendet, kann dieses entweder splittern oder trüb werden – dadurch geht die Wärmeverteilung verloren.
Aber es ist nicht alles perfekt.
Der Wechsel auf IR-Heizung bringt auch seine eigenen Probleme mit sich. Man erhält zwar eine höhere Geschwindigkeit, aber der „Umgebungs-Effekt“ der heißen Luft entfällt. IR-Heizung funktioniert nur dann effektiv, wenn die Lampe das Objekt wirklich sehen kann. Wenn das nicht der Fall ist, wird das Objekt nicht erwärmt. Das bedeutet, man muss sehr genau auf die Anordnung der Lampen und die Winkel der Schilder achten. Ein Fehler kann dazu führen, dass es kältere Stellen gibt.
Ein letzter Hinweis: Achten Sie auf Ihre Kühlungssysteme. Diese Lampen erzeugen viel Wärme in einem kleinen Bereich. Wenn das Kühlungssystem nicht stark genug ist, können die Geräte beschädigt werden. Bevor Sie diese Lampen in einer bestehenden Anlage einsetzen, schauen Sie sich genau an, wie die Wärme abgeleitet wird. Das wird Ihnen später viel Ärger ersparen.