Hören Sie auf, die Vakuumkammer zu heizen – und heizen Sie stattdessen den Wafer.
Wenn Sie bereits Hochleistungs-IR-Lampen in einer Halbleiter-Vakuumkammer eingesetzt haben, kennen Sie das Problem. Es handelt sich dabei um einen ständigen Kampf gegen die Hitzeentwicklung.
Das Problem ist, dass herkömmliche Lampen die Energie in alle Richtungen abgeben – also in einem 360-Grad-Winkel. Im Vakuum erreicht die mayoría dieser Wärme überhaupt nicht den Wafer. Stattdessen trifft sie direkt auf die Wände der Kammer. Dadurch wird viel Energie verschwendet – außerdem wird die Außenseite der Ausrüstung so heiß, dass sie Menschen verletzen kann.
Die Lösung: Richtungsgebundene Beheizung.
Anstelle eines einfachen Quarzrohrs verwenden wir reflektierende Beschichtungen oder parabolische Reflektoren, um die IR-Energie gezielt dorthin zu leiten, wo sie benötigt wird. Damit wird der Strahl eingegrenzt.
Es handelt sich dabei um eine einfache Lösung – doch sie verändert alles. Man muss nicht mehr versuchen, die gesamte Maschine zu heizen, sondern konzentriert sich stattdessen auf den jeweiligen Bereich.
Man kann nicht einfach irgendeine Lampe verwenden. Wir nutzen in der Regel Kurzwellen-IR-Emitter. Diese funktionieren besser in Vakuumumgebungen und interagieren effektiver mit Halbleitermaterialien.
Aber Vorsicht: Achten Sie auf die Leistungsdichte! Da diese Lampen die Wärme konzentrieren, können sie gefährliche Hotspots erzeugen, wenn der Fokuspunkt auch nur um wenige Millimeter fehlt. Um Probleme zu vermeiden, empfehle ich dringend den Einsatz eines PID-Reglers in Kombination mit einem schnell reagierenden Pyrometer. Wenn man die Leistung zu hoch setzt, ohne die Ausrichtung perfekt zu kontrollieren, können die Ränder der Wafer beschädigt werden.
Das Beste daran: Sobald man auf diese Methode umsteigt, muss man nicht mehr auf die großen, sperrigen Kühlvorrichtungen an den Kammerwänden angewiesen sein. Die Außenseite der Ausrüstung bleibt kühl. Die Mitarbeiter müssen beim Wartungsarbeiten keine Angst vor Verbrennungen haben. Zudem erhöht sich die Produktivität – ohne dass man extra Techniker hinzuziehen muss, um die Kühlkapazität der Anlage zu erhöhen. Es funktioniert einfach.