Hören Sie auf, Energie zu verschwenden: Warum Goldreflektoren wirklich wichtig sind
Wenn man eine Wafer erhitzt, liegt der Gedanke nahe, dass je mehr Energie eingesetzt wird, desto bessere Ergebnisse erzielt werden können. Doch das stimmt nicht – es spielt keine Rolle, wie viel Energie in die Lampe geleitet wird, wenn diese Energie nie tatsächlich auf die Wafer trifft.
Die meisten Reflektoren sind undicht – sie lassen Energie entweichen. Wir verwenden daher goldbeschichtete Reflektoren, um diese Lecks zu vermeiden.
Die Energie genau dorthin bringen, wo sie hingehört
Man sollte sich darüber im Klaren sein, wie ein Heizelement funktioniert: Es gibt Energie in alle Richtungen ab – insgesamt 360 Grad. Ohne einen effektiven Reflektor wird die Hälfte der eingesetzten Energie einfach dafür verwendet, den Inneren der Maschine zu erhitzen. Das ist eine Verschwendung von Geld und Zeit.
Gold ist hervorragend darin, Infrarotlicht zu reflektieren. Wenn wir den Raum mit goldbeschichteten Oberflächen auskleiden, können wir diese „verlorenen“ Photonen wieder auf die Wafer lenken. So kann man bei weitaus geringerer Energiezufuhr die gewünschten Temperaturen erreichen – das ist einfach effizienter.
Praktische Anwendung in der Realität
Wir kombinieren diese goldbeschichteten Oberflächen mit Kurzwellen-Infrarotquellen. Kurzwellenenergie dringt tief in die Oberfläche ein, anstatt dort nur zu bleiben. Wenn man eine Hochdicht-Halogenquelle mit einem Goldreflektor kombiniert, entsteht eine gezielte Heizzone. Dadurch kann das gesamte Heizsystem kleiner gestaltet werden – was wiederum Platz spart.
Der eigentliche Vorteil ist jedoch die Konstanz der Temperatur. Man erhält eine gleichmäßige Temperatur über die gesamte Waferfläche. In einer Welt, in der bereits eine kleine Temperaturunterschiede von 2 Grad dazu führen können, dass eine ganze Charge ruiniert wird, ist diese Stabilität entscheidend. Das ist der Unterschied zwischen einem erfolgreichen Produktionsprozess und einer Menge Schrott.
Der Nachteil (denn es gibt immer einen)
Gold ist zwar großartig, aber es ist nicht unzerstörbar. Es ist empfindlich – wenn der Prozess korrosive Gase verwendet oder viel Staub und Partikel vorhanden sind, kann die Goldschicht beschädigt werden. Sobald die Oberfläche schmutzig wird, nimmt die Reflexionsfähigkeit ab. Dann beginnen die Zykluszeiten zu schwanken – das ist das Zeichen, dass es Zeit ist, die Oberfläche zu reinigen. Man muss also stets auf die Wartung achten.
Noch ein Tipp: Verwenden Sie einen präzisen PID-Regler. Da die Wärme so konzentriert wird, steigt die Temperatur sehr schnell an. Wenn der Regelkreis zu langsam reagiert, kann es zu thermischen Schocks am Substrat kommen. Man braucht also ein System, das mit der Geschwindigkeit der Wärmezufuhr mithalten kann.