Die Sauberkeit bewahren: Die Wahrheit über die Trocknung in Reinräumen
In einem Reinraum der Klasse 100 ist bereits ein einziger Staubkorn eine Katastrophe. Wenn das Heizelement auch nur kleine Mengen an Partikeln abgibt, ist eine ganze Charge an Wafern ruiniert. So einfach ist das.
Die meisten Menschen nutzen Standard-Heizelemente aus Metall oder billige Keramik-Heizelemente. Doch diese geben im Laufe der Zeit Gase ab oder zerfallen. Deshalb verwenden wir hochreinen synthetischen Quarz für IR-Lampen. Diese funktionieren einfach zuverlässig.
Warum Quarz tatsächlich funktioniert
Wir verwenden hochreinen Quarz, weil er den Belastungen durch extreme Temperaturschwankungen standhalten kann, ohne zu zerfallen.
Die meisten IR-Lampen auf dem Markt verwenden billiges Material. Für die Trocknung von Wafern benötigt man jedoch etwas, das der Devitrifizierung widersteht. Wenn wir diese Lampen mit hohen Wattzahlen betreiben, bleibt der Quarz chemisch inaktiv – er zerfällt nicht und gibt keine Partikel ab. Er erfüllt einfach seine Aufgabe.
Das Beste daran: Die Wärme gelangt direkt vom Lampenkörper zum Substrat. Dazwischen gibt es nichts. Dadurch können wir auf gezielte Luftzufuhr verzichten – schließlich ist diese meist die Ursache für Staubentstehung in Reinräumen.
Die Kompromisse (Denn nichts ist perfekt)
Diese Lampen erreichen sehr schnell ihre maximale Temperatur. Wir verwenden Kurzwellen-IR-Lampen, damit die Wärme fast sofort auf die Oberfläche trifft.
Aber es gibt einen Haken: Die Energiedichte ist sehr hoch. Man muss genau auf die Fokaldistanz achten. Wenn die Lampe zu nahe an der Waferoberfläche steht, entstehen „heiße Punkte“ und lokale Überhitzungen. Man braucht daher eine stabile Halterung, damit der Abstand immer stimmt.
Außerdem verwenden wir spezielle Anschlüsse – meist R7s oder Sk15 –, um sicherzustellen, dass alles luftdicht ist. Eine lose Verbindung bedeutet nicht nur ein Risiko für Funkenbildung, sondern auch, dass Schadstoffe in die Lampe eindringen können.
Die Integration in Ihre Produktionslinie
Um diese Lampen in die Trocknungsstufe einzubauen, muss man vor allem die Wärmeabgabe kontrollieren. Da diese Lampen sehr schnell ihre maximale Temperatur erreichen, muss die Stromversorgung in der Lage sein, diesen initialen Stromstoß zu bewältigen. Ich empfehle immer, sie mit einem PID-Controller zu kombinieren. Dadurch wird verhindert, dass das System die Zieltemperatur überschreitet.
Ein weiterer Tipp: Erhöhen Sie die Leistung nicht einfach, ohne eine geeignete Kühlung für die Lampenenden zu haben. Andernfalls werden die Dichtungen viel schneller beschädigt.