Wenn man Wafer in einer chemischen Reinigungszone erhitzt, hat man im Grunde genommen mit Feuer zu tun. In der Luft befinden sich brennbare Dämpfe sowie korrosive Stoffe. Ein Defekt an einer IR-Lampe oder eine zu große Menge an Strahlung in der Nähe eines flüchtigen Lösungsmittels kann dazu führen, dass es zu einem Brand kommt. Das ist ein Albtraumszenario.
Wir gehen dabei zwei Dinge besonders genau an: Wie wir die Lampen abdichten und wie viel Abstand sie voneinander haben müssen.
Das Gleichgewicht zwischen Hitze und Sicherheit
Es ist schwierig, den richtigen Abstand einzuhalten. Man kann nicht einfach raten. Wenn die Lampe zu nah am Wafer steht, werden diese beschädigt – oder schlimmer noch: Die Dämpfe können entzünden. Wenn die Lampe jedoch zu weit entfernt ist, wird die Erwärmungszeit länger, und die Produktivität nimmt ab.
Wir berücksichtigen dabei die Leistung der Lampe sowie den Flammenpunkt des Chemikals, um den idealen Abstand zu finden. Es geht darum, sicherzustellen, dass die Energie, die auf die Oberfläche trifft, deutlich unter dem Punkt liegt, an dem etwas explodieren könnte.
Verhinderung von Schäden
Standard-Quarzröhren eignen sich hier nicht. Die Umgebung ist einfach zu aggressiv. Deshalb verwenden wir verschlossene, chemikalienresistente Gehäuse für die Lampen.
Warum? Weil genau dort die Probleme beginnen. Chemische Dämpfe zerstören gerne die Elektroden – dadurch entstehen oft Kurzschlüsse. Wir halten die „heiße Zone“ unter Kontrolle und verwenden Materialien, die keine Gase abgeben und nicht zerfallen, wenn die Reinigungsmittel aggressiv werden.
Kompromisse
Semikonduktorenherstellungsanlagen benötigen Geschwindigkeit – daher werden hochleistungsstarke IR-Lampen verwendet. Doch diese hohe Hitzedichte birgt auch Risiken. Je mehr Energie eingesetzt wird, desto größer muss der Sicherheitsabstand sein, damit das Chemikalienbad nicht überhitzt.
Wenn der Platz begrenzt ist, kann man keine hochleistungsstarke Lampe verwenden. Stattdessen nutzen wir mehrere Lampen mit geringerer Leistung. Dadurch wird die Wärmelast gleichmäßig verteilt und alles bleibt in der sicheren Zone.
Und zur Sicherheit: Wir installieren einen Sicherheitsmechanismus, der bei Ausfällen des Kühlsystems sofort den Strom abschaltet. Kein Drama, kein Brand.