Wie man die Erwärmung der Siliziumwafer richtig gestaltet
Beim Erhitzen von Siliziumwafern spielt jeder einzelne Watt eine wichtige Rolle. Es geht nicht nur darum, die Hitze zu erhöhen – sondern vielmehr darum, sicherzustellen, dass die Energie tatsächlich auf dem Wafer ankommt und nicht stattdessen nur die Wände des Behälters erwärmt werden.
Dafür kommen goldbeschichtete Reflektoren zum Einsatz.
Warum Gold?
Standardquarzlampen strahlen Energie in alle Richtungen ab. In einer typischen Anlage wird somit die Hälfte der Energie verschwendet. Wir beheben dieses Problem, indem wir eine dünne Schicht aus hochreinem Gold auf den Reflektor auftragen. Dadurch wird ca. 98 Prozent der Infrarotenergie zurückgeworfen. Statt eines gestreuten Lichtkegels entsteht thus ein fokussierter Strahl, der direkt auf den Wafer trifft. So kommt die benötigte Hitze genau dorthin, ohne dass mehr Energie aus den Lampen entnommen werden muss. Das ist einfach effizienter.
Die richtige Entfernung finden
Es gibt noch einen weiteren Faktor: die Distanz zwischen der Lampe und dem Wafer. Wenn man zu nahe herangeht, entstehen Hotspots – der Wafer kann dadurch verformt werden. Wenn man die Lampe hingegen zu weit entfernt platziert, geht wiederum Energie verloren.
Der Vorteil der Goldbeschichtung besteht darin, dass sie es ermöglicht, eine angemessene Distanz einzuhalten, ohne dabei die Temperatur beeinträchtigen zu müssen. Dadurch bleibt die Luftzirkulation gewährleistet – was außerdem dazu beiträgt, dass die Lampen nicht überhitzen und vorzeitig ausfallen. Das ist eine viel sicherere Arbeitsmethode.
Die Kompromisse (Denn nichts ist perfekt)
Es gibt jedoch auch Nachteile. Da diese Systeme die Energie so intensiv konzentrieren, sind die Aufwärmzeiten extrem kurz. Doch diese Geschwindigkeit führt dazu, dass der thermische Gradient auf dem Wafer etwas instabil wird. Deshalb sollte man diese Reflektoren mit einem präzisen PID-Regler kombinieren, damit man nicht versehentlich die Zieltemperatur überschreitet.
Außerdem ist Gold etwas kostbar. Wenn im Prozess korrosive Gase verwendet werden oder viel Staub entsteht, wird die Beschichtung beschädigt. Sobald sie schmutzig wird, sinkt die Effizienz des Systems. Halten Sie daher ein strenges Reinigungsprogramm ein – dann bleiben die Oberflächen glänzend und das System funktioniert weiterhin einwandfrei.