Warum wir auf Infrarot-Trocknungsverfahren für leitfreie Halbleiter umgestiegen sind
Seien wir ehrlich: Diese alten Konvektionsöfen sind wirklich lästig. Als die Branche zu leitfreien Standards für Wafer-Verarbeitungsmaschinen überging, mussten wir alles neu überdenken. Wir hörten auf, den ganzen Raum zu erwärmen, und begannen stattdessen, Infrarot-Trocknungsverfahren zu nutzen.
Warum? Weil Infrarotstrahlung direkt auf das Substrat wirkt. Man verschwendet keine Zeit oder Energie damit, einen riesigen Metallkasten voller Luft zu erhitzen. Es ist sauberer, schneller – und man muss sich auch keine Sorgen machen, dass aus den Heizelementen schädliche Partikel entstehen, die die Arbeit ruinieren könnten.
Energieeinsparung
Stellen Sie es sich wie ein Lagerfeuer vor: Man wartet nicht darauf, bis die Luft um das Feuer heiß wird, bevor man die Wärme spürt – man spürt die Wärme sofort auf der Haut. So funktioniert auch Infrarot. Es nutzt elektromagnetische Strahlung, um Energie direkt auf die Oberfläche des Wafers zu übertragen.
Der Unterschied in der Aufwärmzeit ist enorm. Man muss keine Kilowattstunden verschwenden, nur damit die Luft die richtige Temperatur erreicht. Zudem können die Maschinen dank der stark konzentrierten Wärme viel kleiner sein. Man erhält dieselbe Leistung, aber man gewinnt dabei Platz zurück.
Sauberkeit
Bei herkömmlichen Trocknungsverfahren werden meist chemische Lösungsmittel oder Katalysatoren verwendet – diese riechen oft unangenehm und sind bei Erwärmung giftig. Mit Infrarot kann man die Wellenlänge präzise steuern. Das Licht passt genau dazu, was das Klebermaterial oder der Photoresist aufnehmen muss. So kann man die Materialien trocknen, ohne die Temperatur zu hoch zu treiben. Die empfindlichen Komponenten werden nicht beschädigt – doch der leitfreie Lötstoff verhärtet trotzdem perfekt. Keine schädlichen Stoffe, kein Giftmüll – nur ein sauberes Verfahren.
Die Herausforderungen
Infrarot ist zwar keine „Zauberwaffe“, aber es gibt auch seine Probleme. Das größte Problem ist die thermische Homogenität. Wenn das Wafer unterschiedliche Dicken aufweist oder aus verschiedenen Materialien besteht, entstehen heiße Punkte. Um zu verhindern, dass die Ränder verbrennen, muss man sehr genau auf die Sensoren sowie die PID-Controller achten. Es handelt sich dabei um ein Gleichgewicht zwischen Entfernung und Leistung – man muss einfach den richtigen Punkt finden.