Beendigung des „Hot Wall“-Problems in den Reinigungsstufen von Halbleitern
Wer schon einmal mit der feuchten Verarbeitung von Halbleitern zu tun hatte, kennt das Problem. Während des Reinigungsprozesses muss die Waferoberfläche erhitzt werden – doch man möchte vermeiden, dass das Gehäuse der Anlage zu einem Ofen wird.
Herkömmliche Strahlungswärmer funktionieren im Grunde wie Glühbirnen – sie strahlen Wärme in alle Richtungen ab. Dadurch werden die Innenwände des Gehäuses extrem heiß. Das ist eine Energieverschwendung – und außerdem eine echte Sicherheitsgefahr für die Mitarbeiter, die in der Nähe der Maschine arbeiten.
Wir haben eine bessere Lösung gefunden: Richtstrahlungs-Infrarotlampen.
Wie es funktioniert
Die meisten Infrarotlampen strahlen Wärme in einem 360-Grad-Kreis ab. Das möchten wir nicht. Stattdessen verwenden wir Kurzwellenemitter in Kombination mit speziellen Reflektoren. Kurzwellen-Infrarotstrahlung durchdringt das Reinigungsmittel direkt und trifft so die Waferoberfläche. Durch die Eingrenzung des Strahlungsbereichs wird die Wärme genau dorthin geleitet, wo sie benötigt wird. So erreicht man die gewünschte Temperatur auf der Waferoberfläche, während das Gehäuse weiterhin kühl bleibt.
Umgang mit dem Chaos
Reinigungsstufen sind per Definition feucht – Wasser und Strom sind keine guten Freunde. Um Kurzschlüsse zu vermeiden, verwenden wir wasserdichte Dichtungen an den elektrischen Kontakten. Ohne diese würden Feuchtigkeit und Luftfeuchtigkeit die Kontakte zerstören – was wiederum zu Fehlern führt. Außerdem umhüllen wir alles mit Quarzkapseln. Diese sind widerstandsfähig und können chemische Dämpfe sowie gelegentliche Spritzer unbeschadet ertragen.
Die schwierigen Aspekte
Es handelt sich dabei nicht um eine einfache Lösung. Da wir all diese Wärme an einem Ort konzentrieren, ist Präzision entscheidend. Wenn die Lampe nur wenige Millimeter falsch positioniert ist, entstehen heiße Stellen auf der Waferoberfläche – das ist ein Problem.
Außerdem wird die Lampe selbst extrem heiß, während die Wände des Gehäuses kühl bleiben. Man kann das Gehäuse nicht ignorieren. Wenn die Kühlfans oder Kühlmittel nicht ausreichen, geht die Lampe viel früher kaputt.
Die beste Lösung ist es, diese Lampen mit einem PID-Controller zu verbinden. Dadurch bleibt die Temperatur unter Kontrolle. Die Wafer bleiben konstant warm, die Ausrüstung bleibt kühl – und die Mitarbeiter können endlich wieder ruhig atmen.