Warum wir in den Reinräumen die erzwungene Luftzirkulation durch Infrarotstrahlung ersetzen
Wenn man sich mit der Herstellung von Halbleitern beschäftigt, kommt es letztendlich auf eines an: Zeit – genauer gesagt, wie viel Zeit man verschwendet.
Die meisten von uns haben schon damit zu kämpfen gehabt, dass die Geräte Zeit brauchen, um ihre Aufgaben zu erledigen. Das ist meistens der Engpass.
Das Problem bei der Erwärmung der Luft
Stellen Sie sich einen herkömmlichen Ofen vor, der mit erzwungener Luftzirkulation arbeitet. Man heizt die Luft auf – in der Hoffnung, dass diese Luft anschließend das zu behandelnde Teil erhitzt. Das ist ein langsamer Prozess. Es gibt eine Verzögerung – eine Art „thermische Trägheit“ – die viel Zeit kostet.
In einem Reinraum kann man die Lüfter nicht einfach auf maximale Leistung stellen. Wenn man die Luft zu stark bewegt, entstehen Partikel. Dann muss man nicht nur warten, sondern riskiert auch die Qualität des Produkts. Das ist ein frustrierender Kompromiss.
Eine schnellere Methode
Infrarotstrahlung funktioniert anders. Dabei wird überhaupt keine Luft verwendet. Die Energie wird direkt auf das zu behandelnde Teil geleitet. Es handelt sich dabei im Grunde um eine sofortige Erwärmung. Man muss nicht stundenlang warten, bis der Raum warm ist. Sobald man den Schalter betätigt, trifft die Wärme bereits das Zielobjekt. Die Aufwärmzeit verkürzt sich von Stunden auf Sekunden. Das ist ein großer Vorteil für den Arbeitsablauf.
Außerdem bleibt die Umgebung ruhig und still, da keine Luft mehr bewegt wird. Weniger Lüfter bedeuten auch weniger Partikel, die auf die Wafer gelangen. Es ist einfach sauberer.
Noch ein Vorteil: Man kann die Wärme gezielt lenken. Wenn das Zentrum des Teils mehr Wärme benötigt als die Ränder, kann man die Lampen entsprechend positionieren oder die Leistung regulieren. Bei erzwungener Luftzirkulation wirkt die Wärme auf alles gleichmäßig. Mit Infrarotstrahlung kann man gezielt vorgehen.
Der Nachteil – denn es gibt immer einen
Infrarotstrahlung ist zwar eine gute Lösung – aber sie funktioniert nicht in allen Fällen. Sie funktioniert nur dann, wenn die Lampen das zu behandelnde Teil „sehen“ können. Wenn die Teile übereinander liegen oder komplexe Formen haben, entstehen Schatten. Einige Stellen bleiben kalt, während andere überhitzt werden. Man muss also genau darauf achten, wo man die Lampen platziert – oder Reflektoren verwenden, um die Wärme in die versteckten Ecken zu leiten.
Außerdem muss man bei Infrarotstrahlung vorsichtig mit den Kontrollern umgehen. Wenn die Sensoren etwas langsam reagieren, wird die gewünschte Temperatur überschritten. Und in dieser Branche bedeutet das meistens, dass ein teures Teil zerstört wird.