Waarom we infraroodverhitting gebruiken voor semiconductorwafers
Wanneer het gaat om het drogen en harden van semiconductorwafers, is infraroodverhitting de oplossing. Hierdoor hoeven we geen chemische oplosmiddelen meer te gebruiken, noch die enorme, energieverslindende convectieovens die erg lang nodig hebben om op temperatuur te komen.
Het voordeel van infraroodverhitting is dat het specifiek de moleculaire trillingen in het lijmmiddel of de fotoresist aanpakt. Hierdoor wordt het harden precies op de juiste plek uitgevoerd, zonder dat de hele apparatuur als een soort ruimtestookapparaat moet fungeren.
Het verminderen van energieverbruik
Het opwarmen van lucht is zonde van energie. Dat was ook hoe de oude ovens werkten, en dat veroorzaakte veel energieverbruik.
Met infraroodlampen maken we gebruik van elektromagnetische straling. Deze straling gaat recht door de lucht heen en bereikt onmiddellijk het oppervlak van de wafer. Het is dus zeer snel.
Omdat de warmte rechtstreeks in het materiaal terechtkomt, heeft de apparatuur geen grote thermische belasting. Er is geen behoefte om een enorme hittebron te gebruiken; de energie wordt gewoon op de juiste plek geplaatst.
Duurzaamheid zonder problemen
De trend richting ‘leidvrije’ en milieuvriendelijke producten stelt ons voor uitdagingen. We mogen geen zware metalen of giftige oplosmiddelen meer gebruiken om het proces te versnellen.
Maar we kunnen de golflengte van het licht aanpassen. Of we nu kortegolf- of middengolflicht gebruiken, we kunnen het licht zo instellen dat het goed wordt opgenomen door het materiaal. Op deze manier kan het materiaal worden gehard, zonder dat er gevaarlijke toevoegingen of giftige stoffen nodig zijn. Gewoon zuivere fysica.
De uitdagingen (de afwegingen)
Het is natuurlijk niet allemaal magisch. Je hebt wel snelheid en schoonheid, maar je moet wel oppassen met de warmteintensiteit.
Als de infraroodlampen te veel warmte genereren en de temperatuur niet gelijkmatig is, kunnen de wafers beschadigen. Dat is een groot probleem. Om dit te voorkomen, hebben we sensoren nodig die het oppervlak in real time in de gaten houden.
Kijk ook goed naar de koeling. Als het systeem niet in staat is om de uitgestraalde warmte te verwerken, kunnen de andere componenten beschadigen. We gebruiken meestal een gesloten feedbacksysteem. Dat is de veiligste manier om te voorkomen dat de wafers beschadigen tijdens het proces.