Stoppen Sie den „Glasregen“: Bewahren Sie Ihre Wafer sauber, wenn die Lampen versagen
In einer hochbelasteten Halbleiteranlage ist das Versagen einer Infrarotlampe wirklich ein Albtraum. Wenn eine Quarzröhre kaputtgeht, hört sie nicht einfach auf zu heizen – sie explodiert vielmehr. Dadurch entstehen Glassplitter und chemische Rückstände, die auf den Oberflächen der Wafer landen. Dadurch sinkt nicht nur die Effizienz der Herstellung – die Wafer werden sogar unbrauchbar.
Wir haben viel Zeit investiert, um herauszufinden, wie man dieses Risiko schon im Voraus vermeiden kann.
Warum gehen die Röhren eigentlich kaputt?
Die meisten Lampen gehen kaputt, weil die Wärme nicht gleichmäßig verteilt wird. Bei hohen Leistungen wird die Mitte der Röhre extrem heiß, während die Enden relativ kühl bleiben. Diese Spannung führt dazu, dass die Röhre bricht.
Um das zu verhindern, verwenden wir hochreinen synthetischen Quarz. Dieser dehnt oder zieht sich deutlich weniger aus als billiger Quarz. Dadurch kann die Röhre auch bei schnellen Leistungswechseln standhalten, ohne kleine, unsichtbare Mikrorisse zu entwickeln, die letztendlich zu Katastrophen führen würden. Der Quarz ist somit bestens geeignet, dem Druck standzuhalten.
Der „Sicherheitsnetz“-Ansatz
Aber seien wir ehrlich: Teile versagen immer wieder. Deshalb verlassen wir uns nicht nur auf den Quarz, damit er hält. Wir haben eine zweite Schutzschicht hinzugefügt – einen Schutzmantel, der wie ein Schutzschild um den Heizelement herum fungiert. Wenn die innere Lampe doch einmal explodiert, fängt der Schutzmantel all den Schutt auf. So bleiben die Wafer sauber.
Außerdem gibt es noch die Endkappen. Wenn das Dichtungsmaterial schwach ist, entweicht Gas, der Halogenkreislauf wird gestört und der Filament brennt viel zu früh aus. Wir testen jede Dichtung unter Vakuum, um sicherzustellen, dass die Atmosphäre im Inneren über Tausende von Stunden hinweg erhalten bleibt.
Der faire Kompromiss
Es gibt allerdings einen Nachteil: Durch die Einführung eines Schutzes zwischen der Wärmequelle und den Wafern geht etwas von der direkten Infrarotstrahlung verloren. Das merkt man. Möglicherweise müssen Sie die Leistung erhöhen oder den Wafern mehr Zeit geben, um die gewünschte Temperatur zu erreichen.
Es handelt sich dabei um eine kleine Anpassung Ihres Herstellungsprozesses. Doch im Vergleich zum Kostenverlust durch einen ganzen kontaminierten Batch ist das doch ein kluger Kompromiss.