Wie man einen Reinraum der Klasse 100 wirklich sauber hält
Im Bereich der Halbleiterfertigung reicht bereits ein einziger Staubkorn – oder sogar nur eine einzige Gasmolekülgruppe – aus, um die gesamte Produktionsmenge zu ruinieren. Das ist frustrierend: Man hat alles richtig gemacht – doch dann ruiniert ein winziges Stück Schmutz die ganze Charge.
Oft liegt das Problem am Heizelement. Herkömmliche Heizungen beginnen bereits bei Erreichen der Betriebstemperatur, Partikel abzugeben. Um das zu vermeiden, verwenden wir Infrarotlampen aus hochreinem Quarz in Kombination mit speziellen, mit Teflon (PTFE) isolierten Leitungen.
Warum das funktioniert
Die Magie des hochreinen Quarzes
Wir verwenden für diese Lampen synthetischen, gefügten Quarz. Das ist etwas ganz anderes als herkömmliches Glas. Es lässt keine metallischen Verunreinigungen in die Umgebung entweichen und kann Hitze ohne Verformung oder Ausdehnung aufnehmen – was Probleme verhindert.
Das Beste daran: Diese Lampen nutzen Kurzwellen-Infrarotstrahlung. Dadurch wird Energie direkt auf das Substrat abgegeben, ohne dass die Luft drumherum erhitzt wird. Das ist wichtig, denn dadurch werden die störenden Konvektionsströmungen vermieden, die sonst Staub in den Prozessbereich bringen könnten.
Warum wir auf Teflon (PTFE) bestehen
Wenn man PVC- oder Silikonummantelungen an den Leitungen verwendet, zerfallen diese unter der intensiven Hitze der Infrarotlampe. Dadurch werden unsichtbare Chemikalien in den Reinraum freigesetzt.
Deshalb verwenden wir Leitungen mit PTFE-Abschirmung. Sie bleiben chemisch inert – sie schmelzen nicht, riechen nicht und geben auch keine flüchtigen organischen Verbindungen frey. So erhalten Sie Leitungen, die die Hitze aushalten können, ohne den Raum zu verschmutzen.
Die Realität bei der Integration
Die Installation dieser Lampen in Halbleiterheizungen ist schwierig. Man muss darauf achten, wo die Leitungen verlegt werden.
Denken Sie daran: PTFE ist zwar widerstandsfähig – aber nicht unzerstörbar. Wenn die Leitungen direkt im Strahlungsbereich der Infrarotlampe liegen oder zu nahe am Quarzkörper sind, wird die Isolierung irgendwann beschädigt. Es handelt sich dabei um einen langsamen Prozess – aber er findet trotzdem statt.
Ich empfehle immer, einen Wärsschutz oder etwas mehr Abstand zwischen den Leitungen und der Lampe einzuplanen, damit die Temperatur der Leitungen unter 260°C bleibt. Überprüfen Sie außerdem den Luftstrom. Wenn das Kühlsystem keine Wärme von den Elektroterminals wegtransportiert, wird die Isolierung im Laufe der Zeit beschädigt.
Mit einem guten Luftstrom funktionieren diese Lampen reibungslos – ohne Staub und ohne Probleme.