Waarom we goud gebruiken om warmteverlies tegen te gaan
In de wereld van halfgeleiderwafers betekent het verspillen van energie in feite geldverspilling. Maar het gaat niet alleen om de elektriciteitsrekening. Als de warmte niet precies op de plek terechtkomt waar dat nodig is, ontstaan er oneffenheden in de temperatuurverdeling – en dat is waar de echte problemen beginnen.
Wanneer we deze verwarmers maken, proberen we niet zomaar dingen heet te maken. We proberen juist die energie gericht te sturen. Daarom gebruiken we reflectoren die met goud zijn bedekt. Dit zorgt ervoor dat bijna elke watt energie die van de verwarmer komt, echt op de wafer terechtkomt.
Het voordeel van goud
Je vraagt je misschien af waarom we geen aluminium gebruiken. Het probleem is dat aluminium te veel energie verbruikt. Goud daarentegen is uitstekend in het weerkaatsen van infraroodlicht. Het stuurt die korte golflengtes recht terug naar het doel, met nauwelijks verliezen. Hierdoor kun je de gewenste temperatuur bereiken zonder de vermogen te verhogen tot het punt dat de filamenten beschadigen. Het is gewoon efficiënter.
Het elimineren van “koude plekken”
Het gaat niet alleen om de coating; ook de vorm van de reflectoren is belangrijk. We besteden veel tijd aan de geometrie, zodat de warmte precies op de juiste plek terechtkomt. Hierdoor verdwijnen die vervelende koude plekken op de wafer. Bij dunlaagsdepositie of drogen kan een verschil van maar 2 graden al tot problemen leiden. Gouden reflectoren zorgen voor een nauwkeuriger en voorspelbaarder temperatuurbesturing.
Het nadeel (want er is altijd wel een)
Het nadeel is dat goud relatief veel onderhoud vereist. Het houdt niet van contaminatie. Als er chemische dampen of organische stoffen in de ruimte zijn, kan de gouden laag vies worden of oxideren. Zodra dit gebeurt, neemt de reflectiviteit af. Je hebt dan een strakke schoonmaakprocedure nodig of een kwartsbeschermlaag om de reflectoren schoon en effectief te houden.
Een laatste tip als je een nieuwe verwarmer wilt kiezen: kijk goed naar je koelsysteem. Omdat de straling zo efficiënt is, blijft de behuizing van de lamp koel, terwijl de wafer de warmte veel sneller opneemt. Je moet je PID-regelaars aanpassen om deze snellere reactie te kunnen beheersen, anders kan het gebeuren dat je de gewenste temperatuur overschrijdt.