Mehr Wärme dort, wo sie wirklich gebraucht wird
Wenn man Wafer trocknet oder Photoresisten aushärtet, geht es nicht nur um Wärme – vielmehr sollen Photonen genau an den Stellen auf die Oberfläche treffen, an denen sie benötigt werden.
Das Problem ist, dass herkömmliche Infrarotlampen unpräzise sind: Sie strahlen Energie in alle Richtungen ab. Wenn man keine Möglichkeit hat, diese Energie zu lenken, verbraucht man letztendlich Energie dafür, den Gehäusekörper der Maschine zu erhitzen – anstatt die Substanz selbst. Das ist eine Verschwendung von Energie und Zeit.
Warum wir Gold verwenden
Um diesen Energieverlust zu vermeiden, verwenden wir reflektierende Oberflächen aus Gold. Gold dient dabei nicht nur der Ästhetik – im Infrarotbereich reflektiert es weitaus mehr Energie als Aluminium oder poliertes Stahl.
Indem wir das Gehäuse mit einer hochreinen Goldschicht auskleiden, können wir die Energie, die in die falsche Richtung gewandert wäre, wieder zurück auf den Wafer lenken. Dadurch konzentriert sich die Energie auf der Oberfläche – man erhält mehr Watt pro Quadratzentimeter, ohne die Leistung der Lampen erhöhen zu müssen.
Geschwindigkeit versus Stabilität
Hier wird es interessant: Da die Energie so konzentriert ist, erreicht man die gewünschten Temperaturen viel schneller. Die Bearbeitungsdauer verkürzt sich.
Aber es gibt einen Haken: Wenn man zu viel Energie auf einen dünnen Wafer einwirkt, kann dies dazu führen, dass die Substanz verformt wird. Deshalb kombinieren wir dies mit digitalen Infrarotsteuerungen. Man braucht ein System, das die Leistung in Echtzeit regulieren kann, damit man nicht übertreibt und die Bauteile beschädigt.
Die „realen“ Kompromisse
Gold hat jedoch einen Nachteil: Es ist weich. Es kann keinen Schaden hinnehmen. Wenn das Wartungsteam während der Reinigung abrasive Padien verwendet, wird die Goldschicht zerkratzt. Sobald das passiert, sinkt die Effizienz drastisch.
Außerdem muss man auch an die Kühlung denken. Auch wenn Gold die Energie nach vorne lenkt, wird die Lampe selbst trotzdem extrem heiß. Man darf bei den Kühlventilatoren sowie Kühler nicht sparen. Wenn man diese Komponenten nicht richtig dimensioniert, können die Sensorelektroniken beschädigt werden. So einfach ist das.