Das Geheimnis für eine bessere Aushärtung von Halbleitern: Mit golden beschichteten Infrarotlampen
Die Branche strebt nach einer leitfreien, umweltfreundlichen Aushärtungsmethode. Das ist großartig – doch es bereitet den Personen, die die Maschinen bedienen, Probleme.
Die meisten Betriebe verwenden weiterhin Konvektionsöfen, die im Grunde genommen riesige Heizgeräte sind, die viel Energie verschwenden, nur um die Luft im Raum zu erwärmen. Das ist ineffizient. Deshalb haben wir uns auf golden beschichtete Infrarotlampen verlegt. Anstatt die Luft zu erhitzen, lenken wir die Energie direkt auf das Substrat. Schnell, einfach und effektiv.
Warum Gold?
Wenn man eine herkömmliche Quarzlampe verwendet, entsteht ein breites Spektrum an Strahlung. Das Problem ist: Bei der Aushärtung von Halbleitern kann man nicht einfach alles mit Wärme behandeln. Dadurch besteht die Gefahr, dass die Wafer beschädigt werden. Es sind spezielle Wellenlängen nötig, die tatsächlich durch die Fotolacke oder Klebstoffe dringen können.
Deshalb legen wir eine dünne Goldschicht auf die Quarzhülle. Man kann das als Filter betrachten – er leitet die unerwünschte Langwellenstrahlung zurück zum Filament und leitet die Energie in den Kurzwellenbereich des Infrarots. Dadurch trifft mehr Wärme auf das Werkstück. Die Aufwärmzeiten verkürzen sich, und die Aushärtungsanlage verwandelt den Raum nicht in eine Sauna.
Der Trade-off
Aber es gibt auch Nachteile. Diese Lampen erzeugen eine enorme Hitze. Da die Wärmestärke so hoch ist, entsteht viel Druck auf die Kühlsysteme. Wenn der Luftstrom nicht richtig eingestellt ist, nehmen die Lampen die Hitze auf und verbrennen bereits frühzeitig. Man kann nicht einfach die Leistung erhöhen und darauf hoffen, dass alles funktioniert – man muss sicherstellen, dass das System die Hitze effektiv abführen kann.
Optimierung des Prozesses
Leitfreie Lötstoffe und Klebstoffe erfordern höhere Temperaturen sowie präzisere Temperaturkontrolle als die alten Materialien. Infrarotlampen machen das einfacher, da man die Leistung pro Lampe individuell steuern kann. So muss man sich keine Sorgen mehr um „Kaltstellen“ auf den Wafern machen.
Außerdem kann man auf lösemittelbasierte Heizmittel verzichten. Keine VOCs, keine schädlichen Verbrennungsprodukte. Es handelt sich dabei um eine saubere Alternative zu den alten, schädlichen Trocknungssystemen. Man muss die Lampen einfach mit einem SCR-Controller verbinden, den gewünschten Ablauf einstellen – und die Strahlungsenergie übernimmt dann die Arbeit.