Hören Sie auf, auf den Ofen zu warten: Warum Goldbeschichtete Infrarotlampen tatsächlich funktionieren
Seien wir ehrlich: Auf die Erwärmung einer Wafer durch Konvektionsluft zu warten, ist Zeitverschwendung. Im Grunde genommen heizt man nur Luft auf – in der Hoffnung, dass diese Luft schließlich genügend Energie an das Substrat weitergibt. Das ist langsam und umständlich. In einer Halbleiterfabrik ist diese Verzögerung ein echter Produktivitätskiller.
Wir haben eine bessere Lösung gefunden. Anstelle von Luft nutzen wir goldbeschichtete Kurzwellen-Infrarotlampen, um Wärme über Strahlung zu übertragen.
Das Geheimnis liegt im Gold.
Herkömmliche Quarzlampen strahlen in alle Richtungen – das ist eine 360-Grad-Energieverschwendung. Doch wenn man die Innenseite des Rohrs mit Gold beschichtet, fungiert dieses als Spiegel. Dadurch wird die gesamte Infrarotenergie in eine konzentrierte Strahlung umgewandelt.
Das Ergebnis? Man verschwendet keine Energie darauf, das Chassis der Maschine oder die Wände des Ofens zu erhitzen. Die Wärme gelangt direkt dorthin, wo sie gebraucht wird – zur Wafer.
Warum das besser ist als heiße Luft
Infrarotstrahlen benötigen keine „Einlaufzeit“. Sie treffen sofort ihr Ziel.
Während heiße Luft aufgrund ihrer thermischen Trägheit Probleme macht, dringen Infrarotstrahlen direkt in das Halbleitermaterial ein. Es handelt sich dabei um einen riesigen Unterschied. Wir haben gesehen, dass die Zykluszeiten dadurch deutlich verkürzt werden, da die Energieübertragung direkt stattfindet. Die Temperatur kann in Sekundenschnelle erhöht oder gesenkt werden. Das ist effizient.
Die „Fallstricke“ (Denn nichts ist perfekt)
Hocheffizientes Infrarotheizen ist zwar nicht wie ein Zauberstab – es gibt jedoch Dinge, auf die man achten muss.
Da so viel Energie in einem kleinen Bereich konzentriert wird, werden die Teile sehr schnell heiß. Wenn die Kühlfans oder Kühlelemente nicht ausreichen, können die Komponenten schmelzen oder die Sensoren beschädigt werden.
Außerdem kann man die alten Einstellungen nicht einfach beibehalten. Man muss die PID-Controller anpassen, damit sie mit der Reaktionsgeschwindigkeit dieser Lampen umgehen können. Andernfalls wird die gewünschte Temperatur überschritten.
Wir haben diese Lampen so entworfen, dass sie einfach als Ersatz für die alten, unpraktischen Konvektionsöfen verwendet werden können. So kann man mehr aus dem vorhandenen Raum herausholen, ohne einen neuen Teil der Fabrik bauen zu müssen.