Aufgabenstellung

Der Reaktor für die Wafer-Herstellung besteht aus 2 Graphitscheiben, die entsprechend der Prozesstemperatur beheizt werden. Um optimale Ergebnisse zu erzielen, müssen diese spezifische Eigenschaften aufweisen. Mithilfe von Gas schwebt der Wafer während des Prozesses zwischen den beiden Scheiben, ohne diese zu berühren. Um die erforderliche Temperatur von 1.200 °C erreichen zu können, werden spezielle Heizelemente von Kanthal® verwendet.

Das Ziel war innovative Methoden der Wärmeübertragung anwenden zu können. Diese ermöglichen, dass der Wafer sehr schnell erhitzt und auch sehr schnell wieder abgekühlt wird. Auf beiden Seiten des Wafers befindet sich eine gleichmäßige Öffnung von 0,15 mm, die für eine sehr effiziente Wärmeleitfähigkeit sorgt. Der Wafer wird innerhalb von Sekunden auf die
Temperatur der Graphitscheiben erhitzt. Diese werden mit einer spezifischen Heizungssteuerung geregelt.

Lösungsansatz

Für die Heizungssteuerung kommt ein Thyristorleistungssteller von JUMO zum Einsatz. Der JUMO TYA 201 steuert den gewünschten Strom sowie die Spannung des Kanthal®-Heizelements in jeder Temperaturphase und stellt so den präzisen Temperaturverlauf des Prozesses sicher. Dieses System ermöglicht, dass die Wafer bei einer optimalen und immer identischen Temperatur gefertigt werden.

Projektergebnis

Aufgrund der Eigenschaften des JUMO TYA 201 Thyristorleistungsstellers konnte der Wunsch nach einer genaueren Steuerung und einer schnelleren Temperaturkorrektur umgesetzt werden. Dadurch können nun die innovativen Methoden der Wärmeübertragung bei der Halbleiterproduktion angewendet werden. So erfüllt Levitech die Marktanforderungen und erhöht zugleich die Durchsatzgeschwindigkeit.