Wie man einen Reinraum der Klasse 100 tatsächlich sauber hält – während die Wafer erhitzt werden
Wenn man in einem Reinraum der Klasse 100 arbeitet, muss man gegen Staub kämpfen. Schon ein winziger Staubkorn kann dazu führen, dass die gesamte Charge unbrauchbar wird.
Das Problem ist folgendes: Wenn Wafer erhitzt werden, liegt das Risiko nicht nur in der Temperatur selbst, sondern auch in der Lampe selbst. Herkömmliches Glas kann bei Hitze zerbrechen oder Gase abgeben – dadurch gelangen Verunreinigungen direkt auf die zu bearbeitenden Wafer. Deshalb verwenden wir hochreines synthetisches Quarzglas. Keine metallischen Bestandteile, keine Überraschungen.
Die „Goldilocks“-Entfernung
Man kann die Infrarotlampe nicht einfach direkt neben den Wafer platzieren. Dadurch entstehen heiße Stellen, die das Silizium verformen können. Noch schlimmer ist es, wenn die Lampe den Wafer berührt – dann ist die Kontamination sofort vorprogrammiert.
Es geht darum, die richtige Entfernung zwischen Lampe und Wafer zu finden. Wenn man die Lampe näher heranbringt, ist die Wärme zwar intensiver, aber sie ist nicht gleichmäßig verteilt. Wenn man die Lampe wieder weiter wegbringt, um eine gleichmäßige Temperatur über dem 300-mm-Wafer zu erzielen, könnte man versucht sein, die Leistung der Lampe zu erhöhen. Vorsicht: Zu hohe Leistung kann dazu führen, dass die Enden der Lampe beschädigt werden.
Warum wir gefülltes Quarzglas verwenden
Wir haben alles entfernt, was nicht unbedingt notwendig ist – keine Beschichtungen, kein Kleber – nichts, was bei Hitze abplatzen oder Rauch erzeugen könnte. Wir verwenden gefülltes Quarzglas, weil es wiederholt erhitzt und abgekühlt werden kann, ohne zu zerbrechen. Zudem verwenden wir spezielle Elektroden, damit die Dichtung nicht beschädigt wird.
Der Vorteil ist, dass das Quarzglas so rein ist, dass die Kurzwellen-Infrarotstrahlung einfach hindurchgelangen kann. Sie bleibt nicht in den Wänden der Lampe stecken. Dadurch erreicht mehr Energie den Wafer – und die Lampe selbst bleibt kühler.
Die Nachteile
Das Problem ist jedoch, dass hochreines Quarzglas brüchig ist. Es mag zwar Wärme, hasst es aber, bewegt zu werden. Wenn die Befestigungselemente der Lampe dazu führen, dass sie gegen einen Metallhalter vibriert, werden die Oberflächen der Lampe beschädigt. Dann ist das Ende der Lampe nahe.
Stellen Sie sicher, dass die Befestigungselemente richtig eingestellt sind. Vergessen Sie auch nicht das Kühlsystem – es muss stark genug sein, um die ganze Wärme abzuführen, die vom Wafer zurückgeworfen wird.