Hören Sie auf, Energie zu verschwenden: Die Magie des goldbeschichteten Quarzes
Bei der Herstellung von Wafern wird schnell deutlich, dass es schwierig ist, Wärme auf die Siliziumoberfläche zu bringen.
Das Problem ist folgendes: Die meisten Standardlampen streuen die Energie in alle Richtungen aus – also in einem 360-Grad-Winkel. Das bedeutet, dass die Hälfte der Energie nur dazu dient, das Gehäuse der Maschine zu erwärmen, anstatt die Wafer. Das ist eine enorme Verschwendung.
Um diesem Problem entgegenzuwirken, verwenden wir Quarzschutzschichten mit Goldbeschichtung.
Warum Gold?
Es geht nicht nur um das Aussehen. Gold ist hervorragend darin, Infrarotlicht zu reflektieren. Durch die Anbringung einer dünnen Schicht Gold auf der Rückseite des Quarzes entsteht im Grunde ein direkter Spiegel. Anstelle dessen, dass die Photonen nach hinten abgelenkt werden, werden sie nach vorne gelenkt. Dadurch wird das gestreute Licht in einen gezielten Strahl umgewandelt. So erreichen die Wafer viel mehr Wärme – ohne dass man die Stromkosten erhöhen muss.
Die Materialien sind wichtig
Wir verwenden Quarz, weil er widerstandsfähig ist. Er kann schnelle Heiz- und Kühlzyklen überstehen, ohne zu rissig zu werden oder seine Eigenschaften zu verlieren.
Was das Gold angeht, so wird es durch Vakuumabscheidung aufgetragen. Das bedeutet einfach, dass das Gold so fest mit dem Quarz verbunden wird, dass es bei hohen Temperaturen nicht abplatzt oder abbröckelt. Es bleibt an seinem Platz.
Der Kompromiss
Es gibt jedoch einen Haken: Wenn man so viel Energie in eine Richtung konzentriert, werden die Aufwärmtzeiten viel kürzer. Das ist zwar gut, doch es belastet auch die Waferoberfläche stark. Falls die PID-Steuergeräte nicht perfekt eingestellt sind, könnte die Zieltemperatur überschritten werden. Zudem muss man sicherstellen, dass das Kühlsystem die übrig bleibende Wärme bewältigen kann.
Aber sobald alles richtig eingestellt ist? Dann ist das etwas völlig anderes. Man hat aus einem einfachen Heizelement ein Präzisionswerkzeug gemacht. Der Energieverbrauch sinkt, das Kühlsystem muss nicht mehr so hart arbeiten – und die Wafer sind jedes Mal gleichwertig.