Hören Sie auf, Energie zu verschwenden: Eine bessere Methode zur Bewältigung der Hitze in den Fertigungsanlagen für Halbleiter
In einer Halbleiterfertigungsanlage bedeutet jede verschwendete Einheit Energie im Grunde genommen nur Geldverschwendung. Wenn man eine Lampe betreibt, möchte man, dass jede Einzelne der Infrarotstrahlen auf das Wafer trifft – Punkt.
Deshalb verwenden wir goldbeschichtete Quarzschirme. Ohne sie entweicht die Energie einfach in den Lampenkasten. Mit ihnen wird die Hitze wieder dorthin geleitet, wo sie hingehört – direkt auf das Wafer.
Warum Gold?
Standardquarz lässt die Strahlung in alle Richtungen abgleiten. Doch mit einer hochreinen Goldbeschichtung schafft man eine Barriere, durch die das Infrarotspektrum nicht hindurchdringen kann. Anstatt dass die Lampe die umliegende Luft oder den Maschinenrahmen erhitzt, werden die Photonen von der Goldschicht direkt zurückgeworfen. Dadurch entsteht eine viel präzisere Fokussierung. Das bedeutet eine höhere Wärmestärke auf dem Wafer – doch die Stromkosten bleiben unverändert.
Der Grund hinter der Glasscheibe
Wir nutzen hochreines Quarz, weil es belastbar ist. Diese Lampen werden ständig ein- und ausgeschaltet – das führt zu erheblichen thermischen Belastungen. Man braucht also einen Schirm, der unter Druck nicht zerbricht oder verformt wird.
Und Gold dient nicht nur zur Verzierung. Es oxidiert nicht. Wenn man versuchen würde, mit einem günstigeren Metall Geld zu sparen, würde die Beschichtung nach einigen Hundert Stunden anfangen, abzublättern. Das ist sicherlich keine Lösung, mit der man umgehen möchte.
Etwas, worauf man achten muss
Es gibt allerdings einen Kompromiss: Da der Goldschirm die Hitze so gut reflektiert, muss diese Energie irgendwohin. Oft wird sie zurück in den Lampenkörper geschleudert – dadurch wird die Lampe heißer als in einer normalen Umgebung. Bevor man etwas austauscht, sollte man unbedingt überprüfen, ob die Kühlfans oder Wasserjacken die zusätzliche Wärmebelastung bewältigen können. Andernfalls können die Glühfäden viel früher zerstört werden.