Kohlenstoffeinsparung in den Halbleiterfabriken: Eine effizientere Methode zum Erwärmen der Wafer
Wenn wir tatsächlich eine Kohlenstoffneutralität in den Halbleiterfabriken erreichen wollen, müssen wir aufhören, so viel Energie für das Erwärmen und Trocknen der Wafer zu verschwenden.
Die meisten herkömmlichen Widerstandsheizer sind einfach ineffizient – sie geben die Wärme überallhin ab und erhitzen somit den gesamten Raum, obwohl eigentlich nur das Wafer erhitzt werden muss. Das ist eine Verschwendung von Energie.
Deshalb verwenden wir Kurzwellen-Infrarotlampen. Anstelle des Erwärmens der Luft treffen diese Lampen direkt auf die Oberfläche des Wafers. So wird das gewünschte Prozesstempo schneller erreicht.
Wie es funktioniert
Stellen Sie sich vor: Kurzwellen-Infrarotstrahlen gelangen direkt in die oberste Schicht des Wafers. Man muss nicht erst darauf warten, dass der ganze Raum erwärmt wird. Es gibt keine Verzögerungen durch Wärmeverluste. Es handelt sich dabei um eine direkte Wärmeübertragung.
Wenn man aufhört, den leeren Raum um den Chip herum zu erhitzen, sinkt der Energieverbrauch pro Chip. Es handelt sich dabei um eine einfache Lösung – doch sie ist entscheidend dafür, dass eine „grüne Fabrik“ in der Praxis funktionieren kann.
Der Ausgleich
Es gibt jedoch einen Haken: Um eine schnelle Erwärmung zu erreichen, benötigt man Hochleistungsquarzlampen. Diese sind zwar leistungsstark, doch ihre Intensität belastet den Quarz stark. Wenn man die Lampe bis an ihre Grenzen bringt, geht sie schnell kaputt.
Deshalb muss man ein Gleichgewicht zwischen der Leistung und der Lebensdauer der Geräte finden. Wir empfehlen in der Regel einen gestuften Energieverbrauch. Dadurch bleibt das thermische Profil stabil, ohne dass die Lampen alle paar Wochen ausfallen.
Integration in die bestehende Anlage
Das Beste daran: Es handelt sich dabei nicht um umfangreiche Umbauten. Die Lampen können direkt an die Stelle der alten Heizelemente installiert werden. Wir verwenden präzise Reflektoren, damit die Wärme nur auf dem Wafer bleibt und nicht in den Träger oder die Wände abgegeben wird. Dadurch bleibt der Rest des Raumes kühl. Wenn der Raum kühl bleibt, müssen die Lüftungs- und Kühlsysteme nicht so hart arbeiten, um eine Überhitzung zu vermeiden.
Man spart also Energie – sowohl bei den Heizgeräten als auch im gesamten Gebäude. Das macht einfach Sinn.