Meer warmte op de plekken waar het echt nodig is
Wanneer je wafers droogt of fotoresisten behandelt, zoek je niet zomaar naar ‘warmte’. Je wilt juist dat fotonen precies op de gewenste plekken op het oppervlak terechtkomen.
Het probleem is dat standaard IR-lampen onzuiver zijn. Ze stralen energie in alle richtingen uit. Als je geen manier hebt om deze energie te sturen, verbruik je energie die besteed had kunnen worden aan het opwarmen van het substraat. Dat is zowel een verspilling van energie als van tijd.
Waarom we goud gebruiken
Om deze energieverliezen te voorkomen, gebruiken we reflectoren die bedekt zijn met goud. Goud wordt niet alleen gebruikt voor esthetische redenen. In het infraroodbereik weerkaatst goud veel meer energie dan aluminium of gepolijst staal.
Door de behuizing te bekleden met een laag hoogwaardig goud, kunnen we de straling die in de verkeerde richting gaat, weerkaatsen richting de wafer. Hierdoor wordt de energiedichtheid op het oppervlak vergroot. Je krijgt meer watt per vierkante centimeter, zonder dat je de stroomsterkte van de lampen hoeft op te voeren.
Snelheid versus stabiliteit
Hier wordt het interessant. Omdat de energie zo geconcentreerd is, bereik je de gewenste temperaturen sneller. De tijd die nodig is om het proces af te ronden, is korter.
Maar er is een nadeel: als je te veel energie in een dunne wafer stopt, kan het substraat beschadigen. Dat gebeurt in een oogwenk. Daarom combineren we dit met digitale IR-besturingssystemen. Je hebt een systeem nodig dat de stroomsterkte in real-time kan regelen, zodat je de gewenste temperatuur niet overschrijdt en je onderdelen niet beschadigen.
De praktische nadelen van goud
Goud is namelijk zacht. Het kan geen schade hebben. Als het onderhoudspersoneel met schuurpads het apparaat schoonmaakt, zal de goudlaag beschadigd raken. Zodra dat gebeurt, neemt de efficiëntie drastisch af.
Bovendien moet je rekening houden met de hitte die wordt gegenereerd. Zelfs met goud die de energie richting het substraat stuurt, wordt de lamp zelf nog steeds extreem heet. Je kunt niet besparen op koelingssystemen. Als je deze niet goed ontworpt, kan de sensortechnologie beschadigd raken. Simpel gezegd: het is belangrijk om goede koelingssystemen te gebruiken.