Waarom we goudlaagde IR-reflectoren gebruiken voor het verwerken van wafers
Wanneer je in een schone ruimte werkt, gaat het niet alleen om het ‘verhitten van dingen’. Het gaat om precisie. Je wilt dat iedere watt energie die de siliciumoppervlakken bereikt, niet verloren gaat in de wanden van je apparatuur.
Daar komen de goudlaagde infraroodreflectoren om de hoek kijken. Ze voorkomen energieverlies en zorgen er vervolgens voor dat het thermische profiel stabiel blijft.
De kracht van goud (en waarom aluminium niet werkt)
Als je standaard aluminiumreflectoren gebruikt, gaat veel IR-energie verloren door absorptie. Die energie verdwijnt gewoon.
Wij gebruiken goud omdat dit materiaal uitstekend is in het terugkaatsen van infraroodstraling naar waar het thuishoort: op het doeloppervlak. Door een dunne laag goud toe te voegen aan het behuizingmateriaal, kunnen we de energie beter richten.
Het beste van alles? Je krijgt een veel hogere warmtedichtheid op de wafer, zonder dat je de spanning hoeft op te voeren en je systeem onder druk te zetten.
De temperatuur precies regelen
Het ontwerp van deze verwarmers draait om het vinden van het juiste focuspunt. Met goudlaagde reflectoren hoef je geen last te hebben van het storende ‘randverlies’ dat je bij gewone IR-ovens ziet. Hierdoor wordt het veel gemakkelijker om een evenwichtige temperatuur te behouden op een 300mm grote wafer.
Maar je moet wel oppassen met de hoeveelheid energie die je gebruikt. Als je te veel wattage in een klein gebied stuurst, kan dit ertoe leiden dat de kwartsbehuizing oververhit raakt of dat er te veel thermische stress op de wafer komt. Ik raad altijd aan om je PID-regelaar aan te passen aan de specifieke reactietijd van de goudreflectoren. Dit is de enige manier om te voorkomen dat de temperatuur te hoog wordt.
De nadelen
Deze reflectoren zijn bedoeld voor schone ruimtes, dus we gebruiken materialen die geen deeltjes uitscheiden of geen gassen afgeven. Ze zijn dus schoon.
Maar hier zit het probleem: goud is gevoelig. Als er olie of andere vervuiling op het oppervlak terechtkomt, neemt de reflectiviteit af. Hierdoor wordt de warmteverdeling onregelmatig. Je kunt deze vervuilingen niet zomaar wegwissen met agressieve oplosmiddelen – dat zou de reflectoren beschadigen.
Je hebt een strikte reinigingsprocedure nodig om de focus te behouden. Eén krasje in de laag goud al kan ervoor zorgen dat er hete plekken op de wafers ontstaan. Het is een delicate balans, maar de resultaten zijn het waard.