Warum Goldbeschichtete IR-Lampen im Labor besser sind als Heißluftsysteme
Wenn Sie bereits einmal ein Heißluftsystem verwendet haben, kennen Sie das Problem: Man erhitzt die Luft und muss anschließend warten, bis diese Luft den zu behandelnden Gegenstand erhitzt hat. Das ist sehr langsam. Im Bereich der Halbleiterverarbeitung ist dieses Warten im Grunde genommen nur Verschwendung von Geld.
Deshalb haben wir uns für doppelröhrige, goldbeschichtete IR-Lampen entschieden. Anstelle davon, dass die Luft die Aufgabe übernimmt, wird die Energie direkt in das Substrat geleitet – ohne Zwischenstationen. Es entsteht somit direkte Wärmeübertragung.
Das Geheimnis liegt im Gold.
Standard-Quarzröhren sind zwar in Ordnung, doch sie lassen viel Energie entweichen oder wird nutzlos verschwendet. Durch die Goldbeschichtung verwandeln wir die Lampe praktisch in einen Hochleistungsspiegel. Dadurch wird die gesamte IR-Energie direkt auf das Werkstück gelenkt – anstatt dass sie im Inneren der Lampe verschwendet wird.
Durch die doppelröhrige Konstruktion kann die Oberfläche des Glühfadens verdoppelt werden, ohne dass der Heizblock größer werden muss. Dadurch kann eine viel höhere Leistung erzielt werden. Dadurch werden die Zieltemperaturen in Sekunden erreicht – nicht in Minuten.
Hören Sie auf, den Raum zu heizen – heizen Sie stattdessen die Wafer.
Stellen Sie sich einen Heißluftofen vor: Man muss warten, bis ganze Kammer die gleiche Temperatur erreicht hat. Das ist zeitaufwendig.
Mit goldbeschichteten IR-Lampen erfolgt die Erhitzung fast sofort. Man verschwendet keine Energie an die Luft – die Energie wird direkt in das Silizium- oder GaAs-Wafer geleitet. Dadurch verkürzen sich die Bearbeitungszeiten und die Produktionskapazität steigt.
Außerdem dringt das Kurzwell-IR tief in das Material ein. Es entsteht kein „Hauteffekt“, bei dem die Oberfläche verbrennt, während das Innere noch kalt bleibt. Das ist ein großer Vorteil, wenn man Defekte vermeiden möchte.
Der Nachteil (denn es gibt immer einen).
Die hohe Wärmestärke belastet die Stromversorgung erheblich. Wenn man eine leistungsstarke doppelröhrige Anlage installiert, muss man sicherstellen, dass die elektrischen Komponenten die anfänglichen Stromspitzen bewältigen können.
Auch die Kühlung darf nicht vernachlässigt werden. Es sind Lüfter erforderlich, die die Wärme von den Lampenenden wegtransportieren können – sonst gehen die Dichtungen kaputt.
Es handelt sich dabei um ein Trade-off: Man erhält zwar eine enorme Geschwindigkeit, muss aber genau darauf achten, wie man die thermischen Zonen steuert. Ist das lohnenswert? Absolut.