Weltneuheit: Effizienzsteigerung bei Wärmeprozessen für die Halbleiterproduktion durch Heraeus black.infrared

Semicon China: Neues Strahlerkonzept für Infrarot optimiert homogene Wärmeprozesse unter hochreinen Vakuumbedingungen – Anwendungen in der Photovoltaik und Glasbeschichtung

black.infrared
Effizienzsteigerung bei Wärmeprozessen für die Halbleiterproduktion.

Heraeus Noblelight präsentiert auf der Messe Semicon China in Shanghai Mitte März mit black.infrared eine Weltneuheit für die Halbleiter- und Photovoltaikindustrie. Die innovativen Infrarot-Systeme arbeiten nach einem völlig neuartigen Strahlerprinzip. Sie sind sehr flach gebaut und der Strahler ist rundum von einem speziell entwickelten Quarzglasmaterial umgeben. Diese Kombination hilft, Infrarotwärme sehr homogen bei hoher Leistungsdichte zu übertragen. Das macht Wärmeprozesse effizienter und erlaubt eine bessere Nutzung des Bauraums. Gerade dort, wo der Platz knapp ist und die Produkte eine schnelle und homogene Erwärmung benötigen, kann eine Umstellung auf black.infrared die Prozesszeiten signifikant verkürzen und die Qualität deutlich verbessern, z.B. in der Mikrochip-Produktion.

Gleichzeitig sind die Strahler für hochreine Prozesse und für Vakuumbedingungen geeignet. Anders als mit konventionellen Keramik- oder Metallstrahlern können Verunreinigungen bei der Waferherstellung so minimiert werden. Rolf Diehl, Vice President von Heraeus Noblelight, ist überzeugt: „black.infrared wurde exakt für die anspruchsvollen Anforderungen der Halbleiterherstellung und der Photovoltaik entwickelt. Die Kombination von Bauweise und Strahlertechnologie ist eine Revolution für hochreine Wärmeprozesse unter Vakuumbedingungen mit hoher Leistung.“

Innovation ist besonders interessant für die Halbleiterindustrie
In der Halbleiterprozesstechnik sind bei der Fertigung von Mikrochips etwa für Smartphones mehrfach thermische Prozessschritte zum Trocknen oder Erwärmen notwendig. Hierbei gilt es, sowohl chemische Verunreinigungen der Mikrochips als auch den Eintrag von Partikeln bei den einzelnen Produktionsprozessschritten zu vermeiden. Selbst kleinste Spuren von Verunreinigungen führen bei der Herstellung zu einem fehlerhaften Produkt. Der Mikrochip ist dann unbrauchbar. Die neuen Heraeus Strahler verwenden als Trägermaterial daher ein speziell entwickeltes Quarzglas, das aufgrund seiner hohen chemischen Reinheit (es besteht nur aus Silizium und Sauerstoff) für diese thermischen Verfahren optimal geeignet ist. black.infrared Strahler sind so aufgebaut, dass eine strahlende Fläche größtmögliche Homogenität bei relativ kurzem Abstand ermöglicht. Das hilft, den Prozessraum optimal zu nutzen.

In Tests und Entwicklungsprojekten konnte gezeigt werden, dass die neue Kombination durch die sehr hohe Homogenität und optimal angepasste Strahlung zu mehr Energieeffizienz beitragen kann. „Der black.infrared Strahler kombiniert erstmals Infrarot-Strahlung im mittelwelligen Bereich bei etwa 2,5 Mikrometer mit hoher optischer Leistung. Diese Kombination ist bisher einmalig“, so Rolf Diehl. Weitere industrielle Wärmeprozesse könnten zukünftig ebenso von den neuen Infrarot-Systemen profitieren.

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