Maximale Wärmewirkung auf der Waferoberfläche
Wenn man im Vakuum arbeitet, gibt es ein Problem: Die Konvektion funktioniert nicht mehr – es gibt kein Luftmedium, das die Wärme transportieren könnte. Es bleibt nur noch die Strahlung übrig – und genau da wird es schwierig.
Wenn man einen Infrarotheizer für Wafer entwickelt, ist der größte Feind die „Leckage“ von Energie. Man möchte schließlich nicht, dass die wertvolle Energie in die Wände der Kammer abgeleitet wird. Die Energie soll vielmehr direkt auf die Waferoberfläche wirken. Punkt.
Warum wir Gold verwenden
Man könnte versucht sein, poliertes Aluminium oder Edelstahl zu verwenden. Doch das sollten Sie lieber vermeiden – diese Materialien absorbieren einfach zu viel Energie. Stattdessen verwenden wir Beschichtungen aus hochreinem Gold. Warum? Weil Gold im Infrarotbereich hervorragende Eigenschaften hat: Es reflektiert mehr als 98 Prozent der Strahlung zurück. Indem wir den Heizelemente mit Gold beschichten, sagen wir im Grunde der Wärme: „Geh nicht zu den Vakuumpumpen oder zur Gehäusestruktur – kehre zurück zur Waferoberfläche.“ Dadurch wird jede investierte Wattstunde tatsächlich genutzt.
Fokussierung der Wärme
Aber es reicht nicht aus, die Strahlung einfach nur zu reflektieren – wir müssen sie auch gezielt lenken. Durch die Krümmung des Goldschutzes können wir eine konzentrierte „heiße Zone“ erzeugen. Das ist ein großer Vorteil für die Arbeit – man erreicht die gewünschten Temperaturen schneller, und die Wärme verteilt sich gleichmäßig über die gesamte Waferoberfläche. Das Beste daran: Man erhält diese hohe Wärmestärke, ohne die Spannung so hoch erhöhen zu müssen, dass der Heizelement zerstört wird.
Die Schwachpunkte
Gold ist zwar hervorragend, aber auch empfindlich. Man darf die Reflektoren nicht mit abrasiven Mitteln oder aggressiven Chemikalien reinigen – sonst wird die Beschichtung zerstört. Dadurch sinkt die Effizienz des Systems. Zudem muss man auf die thermische Masse des Substrats achten – sonst entstehen lokale Hotspots.
Wenn man ein System für den Hochdurchsatz-Anodisierungsprozess baut, ist diese goldbeschichtete Lösung die beste Wahl. Sie verkürzt die Aufwärmzeit und verhindert den Energieverbrauch. Ein weiterer Tipp: Überprüfen Sie unbedingt die Befestigungselemente – man möchte schließlich keine mechanischen Reibungen auf den beschichteten Oberflächen haben.