Hören Sie auf, Energie zu verschwenden: Die Wahrheit über goldbeschichtete Infrarotlampen
Falls Sie Halbleiterwafer verarbeiten und dabei Energie verlieren, haben Sie ein Konstruktionsproblem – Punkt.
Beim Einsatz von ozonfreien Infrarotlampen geht es nicht nur darum, die Waferoberfläche zu erhitzen. Vielmehr soll die Energie genau dort ankommen, wo sie hingehört – ohne die Umgebung zu stören.
Warum Gold?
Die meisten Menschen beginnen mit Aluminiumreflektoren. Doch Aluminium absorbiert zu viel Energie. Es ist, als würde man einen Ball von einem Schwamm abprallen lassen. Wir verwenden Gold, weil es hervorragend dazu in der Lage ist, Infrarotlicht zu reflektieren. Dadurch wird verhindert, dass der Maschinenrahmen all die Wärme aufnimmt und dadurch gefährlich heiß wird. Die Goldschicht leitet die Photonen wieder zurück zum Ziel. Dadurch entsteht eine bessere Fokussierung – und viel mehr Energie pro Quadratmillimeter. Das ist einfach effizienter.
Umgehen mit der Wärme
Da diese Lampen ozonfrei sind, wird das Wellenlängenbereich von 185 nm ausgeschlossen. Das ist großartig, denn man muss sich keine Sorgen um die Ansammlung von O3 in der Kammer machen. Die Umgebung bleibt stabil – was das Arbeiten erleichtert.
Aber es gibt einen Haken: Wenn man so viel Energie in einen so kleinen Raum packt, entsteht eine enorme Wärmelast. Wenn man eine Hochleistungsanlage verwendet, darf man bei der Kühlung nicht sparen. Schon kleinste Störungen im Luftstrom können zu thermischen Problemen führen. Das wiederum führt zu ungleichmäßiger Erhitzung der Wafer – und plötzlich werden die Wafer nicht mehr gleichmäßig erhitzt.
Die Kompromisse, die man kennen muss
Gold ist zwar hervorragend zur Reflektion geeignet, aber es ist sehr weich. Wenn man diese Reflektoren wie Aluminium behandelt und sie reinigt, zerstört man sie. Man sollte stattdessen auf kontaktfreie Reinigungsmethoden zurückgreifen. Ein einziger Kratzer kann dazu führen, dass der Fokuspunkt weg ist – und das bedeutet, dass es an der Waferoberfläche kühle Stellen gibt, was wiederum Probleme verursacht.
Noch ein Tipp: Verbinden Sie diese Lampen mit einem präzisen PID-Controller. Da Gold den Wärmefluss enorm verstärkt, erreichen die Wafer ihre Zieltemperaturen viel schneller als gewohnt. Man muss daher die Steuerkurven anpassen. Andernfalls besteht die Gefahr von thermischen Schäden – und das möchte niemand.