Bei der Dünnschichtung ist die Wärmebehandlung eine thermisch empfindliche Prozedur. Siliziumplatten brechen dabei, wenn die Wärmemenge nicht richtig gesteuert wird. Schon eine Temperaturänderung von 2 °C auf der Oberfläche kann zu Ungleichmäßigkeiten im Spannungsfeld führen – was sich später in einem Rückgang der Erträge zeigt. Unsere Infrarotheizplattform wurde unter Berücksichtigung dieser Beschränkungen entwickelt: Sie ermöglicht eine kontrollierte, schnelle und wiederholbare Wärmезufuhr – bei gleichzeitig minimalem Aufheizen des Substrats.
Wichtig sind hier die physikalischen Eigenschaften sowie die Steuerung des Prozesses. Das System verwendet naheinfrarote Wellenlängen, die mit den starken Absorptionsbändern des Siliziums übereinstimmen. Dadurch kann Energie schnell zugeführt werden, ohne dass das Substrat stark erhitzt wird. Die Temperatur wird direkt am Ort gemessen und auf ±0,1 °C eingestellt. Das bedeutet, dass die Prozessbedingungen für die Schritt der sanften bzw. intensiven Erhitzung sehr präzise kontrolliert werden können. Auch die Bedingungen im Reinraum spielen eine wichtige Rolle – die Anlage ist für Klassen 1–100 geeignet, wobei die verwendeten Materialien und Dichten dazu beitragen, die Bildung von Partikeln nahezu zu vermeiden. Dadurch wird eine einfache Überprüfung nach den ISO-Klassen 5 möglich.
Der Grund dafür, warum dieses Verfahren in der Praxis funktioniert, liegt darin, dass bei der Dünnschichtung eine schnelle, aber gleichmäßige Wärmeeinbringung erforderlich ist. Das Infrarotmodul sorgt für eine solche schnelle Erhitzung – ohne Hotspots. Dadurch wird die Dicke der Schicht konstanter, und es entstehen weniger Mikrorisse. Die Vorteile zeigen sich in weniger Nachbearbeitungsvorgängen, stabiler Betriebszeit sowie zuverlässigen Temperaturprofilen. Zudem wird der Energieverbrauch reduziert, da die Heizquelle effizient ist und die Verweildauer kürzer ist.
Ein praktischer Hinweis: Das Modul ist zwar kompakt, benötigt jedoch eine spezielle Stromversorgung sowie genaue Daten zur Emittivität des Siliziums. Planen Sie daher einen kurzen Testlauf, um die Prozesseinstellungen festzulegen. Stellen Sie außerdem sicher, dass Ihre vorhandenen Geräte in der Lage sind, die Signale aus dem geschlossenen Regelkreis zu verarbeiten. Sobald die Interfaces korrekt angepasst sind, kann der Prozess mit der notwendigen Stabilität ablaufen.