Warum wir goldbeschichtete Infrarotreflektoren für die Waferverarbeitung verwenden
Wenn man in einem Reinraum arbeitet, geht es nicht nur darum, die Oberfläche zu erhitzen – es geht vielmehr um Präzision. Man möchte, dass jede einzelne Watt-Einheit der Energie auf der Siliziumoberfläche bleibt und nicht in die Wände der Geräte abgeleitet wird.
Deshalb werden goldbeschichtete Infrarotreflektoren eingesetzt. Sie verhindern Energieverluste und sorgen dafür, dass das Temperaturprofil konstant bleibt.
Der „Zauber“ des Goldes – und warum Aluminium nicht ausreicht
Wenn man Standard-Aluminiumreflektoren verwendet, geht viel Infrarotenergie durch Absorption verloren. Wir verwenden Gold, weil es am besten dazu geeignet ist, Infrarotstrahlung wieder dorthin zurückzuleiten, wo sie hingehört – nämlich auf die Zieloberfläche. Durch das Aufbringen einer dünnen Goldschicht auf den Gehäusen können wir die Energie bündeln.
Das Beste daran: Dadurch entsteht eine viel höhere Wärmedichte auf dem Wafer – ohne dass man die Spannung erhöhen muss oder das System überlastet wird.
Die perfekte Temperatur erreichen
Bei der Konstruktion dieser Heizgeräte kommt es vor allem auf den Fokuspunkt an. Mit goldbeschichteten Reflektoren muss man sich keine Sorgen um die „Ränderverluste“ machen, wie sie bei herkömmlichen Infrarotöfen auftreten. Dadurch lässt sich eine gleichmäßige Temperaturverteilung auf einem 300-mm-Wafer viel leichter erreichen.
Man muss jedoch vorsichtig mit der Leistung sein. Wenn zu viele Watt auf eine kleine Fläche geleitet werden, kann dies dazu führen, dass die Quarzkapsel überhitzt oder der Wafer zu stark belastet wird. Ich empfehle immer, den PID-Controller so einzustellen, dass er auf die spezifischen Reaktionszeiten des Goldreflektors reagiert. Das ist die einzige Möglichkeit, zu verhindern, dass die Temperatur zu hoch wird.
Die Kompromisse
Diese Geräte sind für Reinräume konzipiert – daher verwenden wir Materialien, die keine Partikel abgeben oder Gasen freisetzen. Sie sind also sauber.
Aber hier kommt das Problem: Gold ist empfindlich. Wenn Öle oder Verunreinigungen auf der Oberfläche entstehen, nimmt die Reflexion ab. Plötzlich ist die Wärmeverteilung ungleichmäßig. Man kann diese Verunreinigungen nicht einfach mit aggressiven Lösungsmitteln entfernen – das würde die Oberfläche zerstören.
Es ist notwendig, eine strenge Reinigungsprozedur einzuschlagen, damit die Reflexion erhalten bleibt. Schon eine einzige Kratzspur auf der Beschichtung kann dazu führen, dass es Hotspots auf dem Wafer gibt. Es handelt sich dabei um ein sensibles Gleichgewicht – aber die Ergebnisse sind es wert.