Hören Sie auf, Energie in den Heizern für die Wafern zu verschwenden!
In der Halbleiterfertigung ist es nicht nur kostspielig, Energie zu verschwenden – es ist außerdem ein Zeichen für ein schlechtes Design. Wenn man die Oberflächen der Wafer erhitzt, geht es nicht darum, einfach „mehr Wärme“ zu erzeugen. Die Energie muss genau dorthin gelangen, wohin sie gehört.
Deshalb verwenden wir reflektierende Elemente, die mit Gold überzogen sind. Dadurch wird sichergestellt, dass jede einzelne Wattstunde, die von dem Heizelement ausgeht, tatsächlich auf das Ziel trifft.
Warum Gold?
Herkömmliche Reflektoren sind unpraktisch – sie streuen die Infrarotenergie überallhin. Gold ändert das: Es hat einen sehr hohen Reflexionskoeffizienten im Infrarotspektrum. Das bedeutet, dass es die Wärme nicht aufnimmt, sondern sie stattdessen direkt zurück auf die Wafer reflektiert. Dadurch entsteht eine viel präzisere Wärmeverteilung. Der Vorteil: Man erreicht die gewünschte Temperatur schneller, ohne die Leistung des Stromversorgers erhöhen zu müssen.
Das Problem mit den Kabeln
Außerdem gibt es noch das Problem mit den Kabeln. Wir verwenden kabel mit Teflon-Isolierung – schließlich gibt es nichts Besseres dafür. Diese Heizer befinden sich in extrem heißen Umgebungen. Wenn man PVC oder Silikon verwendet, würden diese Materialien schmelzen oder Gas abgeben. Das Letzte, was man in einem Reinraum wollen kann, ist Kontamination. Teflon bleibt chemisch inaktiv und kann die Hitze standhalten. Dadurch bleiben die elektrischen Verbindungen stabil, selbst wenn der Reflektor unter extremen Bedingungen arbeitet.
Die Kompromisse
Es gibt jedoch auch Nachteile. Wenn man die Wärme so intensiv konzentriert, entsteht ein starker thermischer Gradient. Wenn die Wafer nicht genau im Zentrum liegen – auch nur um wenige Millimeter – entstehen Hotspots. Es handelt sich dabei um ein Spiel der Präzision. Man muss sehr genau auf die Positionierung der Lampen achten. Zudem müssen die Kühlfans stark genug sein, um die Wärme um die Ränder des Reflektors abzuführen.
Letztendlich geht es darum, die Oberflächentemperatur zu erhöhen, während gleichzeitig der Energieverbrauch gesenkt wird. Es geht also darum, die Strahlung gezielt einzusetzen. Man braucht nicht mehr Lampen – man muss einfach die vorhandenen Lampen besser nutzen.