Die richtigen Infrarotreflektoren für die Aushärtung von Wafern finden
Beim Aushärten von Wafern geht es um das Gleichgewicht – man braucht genug Wärme, um eine chemische Stabilität zu gewährleisten. Doch wenn man zu viel Wärme verwendet, kann das Substrat beschädigt werden. Es handelt sich dabei um eine Art „Seiltanz“.
Um das richtig hinzubekommen, verwenden wir Infrarotlampen in Kombination mit speziellen Reflektoren. Dadurch wird die Energie genau dorthin gelenkt, wo sie benötigt wird. Heutzutage spricht man viel über „grüne Fabriken“ und Kohlenstoffneutralität. Doch letztendlich kommt es darauf an, keine unnötige Wärme auf den Maschinenkörper abzugeben – das ist schließlich Energieverschwendung.
Wohin die Wärme tatsächlich geht
Stellen Sie sich eine Aushärtungslampe ohne Reflektor vor: Sie gibt ihre Energie in alle Richtungen ab – also in 360 Grad. Das bedeutet, dass bereits die Hälfte der Energie verschwendet wird, bevor sie überhaupt das Ziel erreicht.
Deshalb verwenden wir Reflektoren aus hochreinem Aluminium oder mit Goldbeschichtung. Sie fungieren wie Spiegel und lenken die verschwendete Strahlung zurück auf die Wafer. Dadurch steigt die Wärmedichte.
Das Beste daran: Da die Wärme nun gezielter abgegeben wird, kann man die Leistung der Lampe verringern, ohne die gewünschte Temperatur zu verlieren. Weniger Energieverbrauch, weniger CO2-Ausstoß. Einfach.
Materialauswahl
Für die meisten Standardanwendungen reicht anodisiertes Aluminium aus. Wenn man jedoch eine High-End-Semikonduktorenfabrik betreibt, ist eine Goldbeschichtung die bessere Wahl. Gold kann das Infrarotspektrum besser nutzen und oxidiert auch bei hohen Temperaturen nicht. Das kostet zwar mehr, doch die Reflexionsfähigkeit ist deutlich besser.
Etwas, worauf man achten muss, ist die Kurve des Reflektors. Die parabolische Kurve des Reflektors muss perfekt zum Brennpunkt der Lampe passen. Wenn die Lampe nur wenige Millimeter verschiebt, entstehen Hotspots. Hotspots sind ein Albtraum – sie können ganze Chargen von Wafern zerstören, bevor man überhaupt merkt, was passiert ist.
Aufrechterhaltung der Funktionalität
Wenn man all das zusammenbaut, darf man den Luftstrom nicht vergessen. Diese Systeme konzentrieren die Wärme zu stark. Wenn die Luft um die Lampe stagniert, kann die Lampe selbst überhitzen. Man muss sicherstellen, dass die Lampe gut belüftet wird.
Außerdem sollten die Reflektoren sauber gehalten werden. Staub ist hier der Feind. Eine Schicht Schmutz auf dem Reflektor verringert die Effizienz der Lampe – dadurch muss die Lampe höher eingestellt werden, um die gewünschte Temperatur zu erreichen. Das beschleunigt den Verschleiß der Lampen. Regelmäßige Reinigung spart langfristig viel Geld und Ärger.