Warum Goldreflektoren die ideale Lösung für die Erwärmung von Halbleitern sind
Wenn es darum geht, Wafers zu entgasen und zu härten, braucht man Wärme – und zwar schnell. Doch das Problem ist nicht nur, die Wafer zum Erhitzen zu bringen, sondern auch sicherzustellen, dass die Wärme tatsächlich dort ankommt, wo sie hingehört – anstatt die restlichen Maschinen zu erwärmen.
Daher kommen kurzwellige Infrarotlampen sowie mit Gold überzogene Reflektoren ins Spiel.
Die Physik dahinter ist ganz einfach: Die meisten Menschen verwenden Aluminiumreflektoren – doch Aluminium absorbiert zu viel Energie. Gold hingegen ist äußerst effektiv darin, Infrarotstrahlung zurückzuwerfen. Dadurch treffen mehr Photonen auf die Wafer, während weniger Energie im Reflektor selbst verloren geht. So entsteht ein viel gezielterer und konzentrierterer Wärmestrahl. Da die Fokussierung so präzise ist, kann man die Gesamtleistung reduzieren, ohne dass die Temperatur der Substratoberfläche sinkt. Das ist also eine Win-Win-Situation.
Außerdem gibt es noch einen „versteckten“ Vorteil: die Stromrechnung.
Diese Lampen arbeiten mit hoher Leistungsdichte, um die Zeit bis zur Erreichung der gewünschten Temperatur zu verkürzen. Wenn man billigere Reflektoren verwendet, entsteht „verschwenderische Wärme“, die überallhin strömt. Das Lüftungssystem des Reinraums muss dann Überstunden machen, um diese Wärme aus der Luft zu entfernen.
Wenn man stattdessen Goldreflektoren verwendet, muss man sich nicht mehr mit dem eigenen Kühlsystem streiten. Dadurch entstehen echte Energieeinsparungen. Es geht hier nicht nur um die Lampe – sondern auch darum, dass der gesamte Raum besser kühlen kann.
Aber es gibt auch einen Nachteil.
Gold ist empfindlich. Man darf keine aggressiven Chemikalien verwenden, um die Oberfläche zu reinigen – sonst wird die Goldbeschichtung zerstört. Man muss daher sorgfältig mit der Wartung umgehen.
Falls Staub oder Verunreinigungen auf der Oberfläche zurückbleiben, sinkt die Effizienz. Man muss dann die Leistung erhöhen, um dieselben Ergebnisse zu erzielen – was wiederum den ganzen Sinn einer „grünen Fabrik“ zunichte macht.
Aber wenn man sich richtig um die Reflektoren kümmert, verwandelt man ein einfaches Heizwerkzeug in ein präzises Instrument. Dann wird keine Energie mehr verschwendet – schließlich muss nicht jedes Stück Luft erhitzt werden.