Warum wir Infrarotbehandlung für Halbleiterwafer verwenden
Bei der Trocknung und Aushärtung von Halbleiterwafern ist Infrarot die beste Methode. Dadurch können wir auf teure, lösemittelbasierte Chemikalien sowie auf riesige, energieintensive Konvektionsöfen verzichten – Schließlich dauert es bei diesen Öfen ewig, bis sie richtig warm werden.
Der Vorteil von Infrarot liegt darin, dass es gezielt die spezifischen Molekülvibrationen im Kleber oder Photoresist anregt. Dadurch erfolgt die Aushärtung genau dort, wo sie benötigt wird – ohne dass das gesamte Gerät zu einer Art „Riesenthermofen“ wird.
Energieeinsparung
Das Erhitzen der Luft ist einfach nur verschwenderisch. So funktionierten die alten Öfen – und das bedeutet eine enorme Energieverschwendung. Mit Infrarotlampen hingegen wird elektromagnetische Strahlung verwendet. Diese durchdringt die Luft direkt und trifft sofort auf die Oberfläche des Wafer. Es geht also sehr schnell.
Da die Wärme direkt in das Material gelangt, hat das Gerät keinen großen thermischen Einfluss. Man muss nicht versuchen, einen riesigen Behälter auf eine konstante Temperatur zu halten – die Energie wird einfach genau dorthin geleitet, wo sie benötigt wird.
Umweltfreundlich – ohne Probleme
Der Druck nach „bleifreien“ und umweltfreundlichen Standards stellt uns vor Herausforderungen. Wir können nicht mehr schwere Metallkatalysatoren oder giftige Lösungsmittel verwenden, um den Prozess zu beschleunigen.
Aber hier kommt der Vorteil von Infrarot ins Spiel: Wir können die Wellenlänge anpassen. Egal, ob wir Kurzwellen- oder Mittelwellenstrahlung verwenden – wir können das Licht so anpassen, dass es vom Material absorbiert wird. So kann die Aushärtung vollständig durch Licht und Wärme erfolgen – ohne gefährliche Zusatzstoffe oder toxische Methoden. Einfach reine Physik.
Die Herausforderungen
Es ist nicht alles perfekt. Man erhält zwar Geschwindigkeit und Sauberkeit, doch man muss auf den Wärmefluss achten. Wenn die Infrarotlampen zu stark strahlen und die Temperatur nicht gleichmäßig ist, können die Wafer verbogen werden. Um das zu vermeiden, benötigt man Sensoren, die die Oberfläche in Echtzeit überwachen.
Außerdem muss man auch auf die Kühlung achten. Wenn das System nicht in der Lage ist, die abgestrahlte Wärme zu bewältigen, können die anderen Komponenten beschädigt werden. Wir verwenden in der Regel ein geschlossenes Rückkopplungssystem – das ist die sicherste Methode, um zu verhindern, dass die Wafer während des Prozesses beschädigt werden.