Wie man Siliziumwafers erhitzen kann, ohne die Reinraumumgebung zu verunreinigen
Wenn man in einem Reinraum der Klasse 100 arbeitet, bedeutet bereits ein einziger Staubkorn eine Katastrophe. Wenn man Siliziumwafers erhitzt, darf es auf keinen Fall zu Ausgasungen oder dem Austreten von Stoffen in die Luft kommen. Herkömmliche Heizelemente? Vergessen Sie sie einfach. Sie geben Partikel ab – und in einer solchen Umgebung ist das völlig inakzeptabel.
Deshalb verwenden wir hochreinen synthetischen Quarz für Infrarotlampen.
Das Geheimnis liegt im Quarz selbst.
Wir verwenden geschmolzenen Siliziumdioxid mit fast keinerlei Verunreinigungen. Warum? Weil bei hohen Temperaturen keine Chemikalien ausgetreten werden dürfen. Die Quarzhülle fungiert wie ein festes Schloss um den Wolframfaden herum. Dadurch wird verhindert, dass der Faden mit der Luft in Berührung kommt – somit gelangen keine Metalloxide auf die Wafers.
Aber hier kommt das Schwierige: die Entfernung zwischen der Lampe und der Wafe. Wenn man die Lampe zu nahe anbringt, können Spannungen entstehen oder Hotspots entstehen. Zu weit entfernt angebracht, wird Energie verschwendet, indem die Luft im Raum erhitzt wird. Wir verwenden daher Kurzwell-Infrarotlampen. So wird die Wärme direkt in das Substrat der Wafers geleitet, anstatt den gesamten Raum zu erwärmen.
Ein paar Dinge, auf die man achten muss:
Diese Lampen sind äußerst leistungsstark. Die Wärmedichte ist sehr hoch, daher sind die Aufwärmzeiten extrem kurz. Doch das setzt viel Druck auf die Stromversorgung. Überprüfen Sie unbedingt Ihre Leitungen und Stecker. Wenn diese nicht für die erforderliche Leistung geeignet sind, werden sie sofort kaputtgehen.
Außerdem sei daran erinnert, dass hochreiner Quarz spröde ist. Man kann ihn nicht einfach so behandeln. Wenn man bei der Installation zu unvorsichtig vorgeht, entstehen Mikraturzbrüche. Zuerst sind diese vielleicht nicht sichtbar, aber sobald die Lampe mit unterschiedlichen Temperaturen arbeitet, wird sie zerbrechen.
Eine wirklich staubfreie Umgebung bewahren
Um sicherzustellen, dass es keine Kontaminationen gibt, haben wir alle organischen Bindemittel und Klebstoffe entfernt. Alles in der Konstruktion besteht aus anorganischen Materialien. Das ist wichtig – dadurch gibt es keinen „Anlaufzeit“-Effekt. Beim ersten Einschalten entstehen keine störenden flüchtigen organischen Verbindungen in dem Reinraum.
Man braucht nur die Lampe anzuschließen, die richtige Entfernung einzustellen – und schon kann man loslegen.