Hören Sie auf, auf den Ofen zu warten: Warum IR-Heizung besser ist als Heizung mit gezwungener Luftzirkulation
Wenn Sie bereits Erfahrung im Halbleiterausbau haben, kennen Sie sicherlich die Frustration, die damit verbunden ist – insbesondere die lange Wartezeit beim Erhitzen und Aushärten der Wafer.
In der Industrie nennt man das thermische Trägheitseffekt. Einfach ausgedrückt: Es handelt sich dabei um eine enorme Zeitverschwendung.
Das Problem mit heißer Luft
Die meisten von uns sind an Heizung mit gezwungener Luftzirkulation gewöhnt – schließlich ist das der Standard. Doch denken Sie mal darüber nach, wie das eigentlich funktioniert: Zuerst wird die Luft erhitzt, anschließend heizt diese Luft wiederum den Wafer.
Es ist, als würde man versuchen, einen Raum mit einem Heizgerät zu erwärmen, bevor man überhaupt den Thermostat bedienen kann. Man verbringt Minuten damit, darauf zu warten, dass der Raum stabilisiert ist. Das ist langsam und unpraktisch.
IR-Heizung ändert das Ganze
Bei IR-Heizung entfällt dieser Umweg völlig. Anstelle von Luft werden Photonen verwendet, die mit Lichtgeschwindigkeit auf die Oberfläche des Wafer treffen. Dadurch wird die Erwärmung fast sofort erreicht.
Was das in der Praxis bedeutet
Wenn man auf ein IR-System umsteigt, spart man im Grunde genommen Zeit. Stellen Sie sich vor, ein Ofen mit gezwungener Luftzirkulation benötigt 10 Minuten, um die gewünschte Temperatur zu erreichen. Eine IR-Lampe hingegen schafft das in Sekunden. Wenn man das über einen ganzen Arbeitstag betrachtet, steigt die Produktivität erheblich.
Außerdem hat man viel mehr Kontrolle. Da keine heiße Luft mehr durch den Raum geblasen wird, müssen Sie sich nicht mehr mit diesen lästigen „Kaltstellen“ beschäftigen, die in großen Konvektionskammern auftreten. Man kann gezielt nur die Bereiche des Wafer erwärmen, die tatsächlich Wärme benötigen – der Rest des Wafer bleibt unberührt.
Der Nachteil (denn es gibt immer einen)
IR-Heizung ist zwar effektiv, doch sie setzt eine hohe Energiemenge ein. Wenn man einfach eine Lampe in eine alte Anlage einbaut, ohne darauf zu achten, kann das zu Problemen führen. Die Kühlventilatoren und Kühler müssen daher ausreichend leistungsfähig sein. Andernfalls können die Sensoren falsche Werte liefern und die Temperaturen werden zu hoch. Das ist ein Problem, das man unbedingt vermeiden sollte.
Der Umstieg auf IR-Heizung ist also nicht so einfach wie nur eine Glühbirne auszutauschen. Man muss im Grunde genommen neu darüber nachdenken, wie die Anlage mit plötzlichen Temperaturanstiegen umgeht. Aber wenn die Kühlung richtig funktioniert, lohnt sich die Mühe auf jeden Fall.