In der Praxis funktionieren SiC-Wafern nicht gut mit herkömmlichen Heizplatten. Für den weichen Backvorgang, den harten Backvorgang sowie die Nachbehandlung ist eine schnelle und gleichmäßige Wärmeeinwirkung erforderlich – ohne dass die Wafer ihre thermischen Grenzen überschreiten. Wenn die Temperaturgleichmäßigkeit leidet, entstehen Probleme wie Unebenheiten an den Rändern der Wafer sowie Abweichungen im Profil. Solche Probleme werden erst Stunden später durch Messungen festgestellt.
Was technisch wichtig ist: Wir verwenden eine Heizlampe für die Verarbeitung von SiC-Wafern, die kurzwelliges Infrarotlicht verwendet, um die Wärme genau dort zu erzeugen, wo sie benötigt wird – auf der Oberfläche des Wafers. Dadurch werden nicht die Trägerstrukturen oder die Wände der Kammer erhitzt. Die Reaktionszeit beträgt weniger als eine Sekunde, und die Temperaturgleichmäßigkeit auf der Waferoberfläche liegt bei ±0,1 °C. In der Praxis sorgt das dafür, dass die Kontrolle über die kritischen Abmessungen konstant bleibt und ein reproduzierbares Profil nach der Lithografie erreicht wird.
Die Lampe kann problemlos in Reinräumen der Klasse 1–100 eingesetzt werden. Sie erzeugt keine Partikel und der versiegelte Lichtweg verhindert Kontaminationen. Die Leistung bleibt über 5.000 Stunden hinweg stabil – mit weniger als 5 % Leistungsabfall. Dadurch kann die Anlage rund um die Uhr betrieben werden, ohne unplanmäßige Ausfälle.
Warum das bei SiC funktioniert: Die Verarbeitung von SiC ist anspruchsvoll: Hohe Wärmeleitfähigkeit, dünne Schichten sowie strenge Grenzen bei der Energiezufuhr. Infrarotheizung verkürzt den Back- und Aushärtungsprozess, da die Energieübertragung direkt stattfindet, nicht durch Leitfähigkeit. Dadurch wird die Wartezeit zwischen dem Auftragen der Schicht und der Belichtung verringert. Zudem entfällt der Energieverbrauch durch das Vorheizen der Heizplatten.
Beim weichen Backvorgang wird der Lösungsmittel schnell verdampft, während die Oberflächentemperatur kontrolliert bleibt. Dadurch entstehen keine Probleme. Beim harten Backvorgang und der Aushärtung werden die Schichten miteinander vernetzt, ohne dass die darunterliegenden Schichten überhitzt werden. Das Ergebnis sind schnellere Prozesse, engere Toleranzen und weniger Ausschuss.
Was man vorab wissen muss: Bei der Installation geht es darum, die optische Ausrichtung sowie den Lichtstrahl so einzustellen, dass er zur Geometrie des Wafers passt. Die Lampe ist für SiC-Wafer mit einem Durchmesser von 150 mm und 200 mm geeignet. Bei Wafern mit 300 mm Durchmesser müssen die Optiken sowie die Steuerungssysteme angepasst werden, damit sie zur größeren Fläche passen.
Es wird eine kurze Einarbeitungsphase benötigt, um die Leistungsintensität sowie die Dauer der Behandlung für Ihren speziellen Wafertyp einzustellen. Sobald das eingestellt ist, ist der Prozess reproduzierbar. Aber ja – die Anpassung am Anfang gehört zum Arbeitsaufwand dazu.