Warum wir zur Infrarot-Härtung bei leitfreien Halbleiterprodukten greifen
Wenn man über „grüne“ oder „leitfreie“ Lösungen im Bereich der Waferfertigung spricht, konzentriert man sich in der Regel auf die verwendeten Chemikalien. Doch eigentlich geht es dabei eher darum, wie mit der Wärme umgegangen wird. Deshalb verwenden wir die Infrarot-Härtung. Anstelle dazu, den gesamten Werkzeugraum zu erhitzen, konzentrieren wir uns einfach auf das Substrat selbst.
Die Wärme genau dort einsetzen, wo sie benötigt wird
Stellen Sie sich einen herkömmlichen Konvektionsofen vor: Er verbringt viel Zeit damit, die Luft zu erwärmen – das ist eine Verschwendung. Bei der Infrarot-Härtung hingegen werden elektromagnetische Strahlen verwendet, um die Moleküle im Klebstoff oder Photoresist in Bewegung zu setzen. Das Ergebnis: Die Wafer erreichen die richtige Temperatur in Sekundenschnelle. Man muss nicht gegen die Gesamtenergie des Geräts ankämpfen – genau deshalb ist die Infrarot-Härtung die ideale Lösung, um Energie zu sparen.
Im „idealen Bereich“ bleiben
Leitfreie Polymere und Lötstoffe sind anspruchsvoll – sie haben einen sehr engen Temperaturbereich. Wenn die Temperatur zu hoch wird, können die Wafer beschädigt werden. Um das zu verhindern, integrieren wir Präzisionssensoren direkt in das Gerät, damit wir die Temperaturspitzen im Auge behalten können. Da wir Kurzwellen-Infrarot nutzen, können wir die Temperatur schnell erhöhen oder wieder senken. Das ist eine Kontrollmöglichkeit, die mit langsamen Heizmethoden nicht möglich ist – diese neigen dazu, die Chemikalien zu zerstören.
Der Kompromiss (denn es gibt immer einen)
Infrarot-Härtung ist zwar schnell – aber diese Geschwindigkeit hat auch ihren Preis. Die Hitzedichte ist sehr hoch. Wenn die Sensoren am falschen Platz sitzen oder der PID-Regler nicht richtig eingestellt ist, entstehen Hotspots auf der Waferoberfläche. Zudem muss das Kühlsystem mit dieser schnellen Temperaturänderung mithalten können – sonst werden die Sensoren beschädigt. Wir haben festgestellt, dass es funktioniert, wenn Infrarot-Emitter mit Hochfrequenzsensoren kombiniert werden. So bleibt alles innerhalb der erforderlichen Grenzen – ohne dass giftige Heizmittel benötigt werden.