Kohlenstoffemissionen in Reinräumen durch Infrarotstrahlung reduzieren
Wenn Sie schon einmal in einer Halbleiterfertigungsanlage gearbeitet haben, kennen Sie die Probleme mit den herkömmlichen Konvektionsöfen. Sie verbrauchen enorm viel Energie – schließlich muss zunächst die gesamte Luft im Raum erhitzt werden, bevor der Wafer überhaupt etwas spürt. Das ist pure Verschwendung.
Wir haben eine bessere Lösung gefunden: Anstelle der Erwärmung der Luft nutzen wir Infrarotstrahlung, um direkt auf den Wafer oder das Substrat einzuwirken. Es handelt sich dabei um einen einfachen Ansatz – doch er senkt den Energieverbrauch erheblich und verringert somit den Kohlenstoffausstoß der Anlage.
Wie es funktioniert
Stellen Sie sich vor, Sie stehen an einem kalten Tag in der Sonne. Sie müssen nicht warten, bis die Luft um Sie herum warm wird – Sie spüren die Wärme sofort auf Ihrer Haut. Infrarotheizer tun dasselbe mit elektromagnetischen Strahlen. Es gibt keinen „Aufwärmvorgang“ mehr. Da die Energie direkt zum Ziel gelangt, werden pro Zyklus deutlich weniger Kilowattstunden verbraucht. Weniger Energie bedeutet weniger Emissionen. Punkt.
Die Realität in Reinräumen
Natürlich kann man einfach keine Heizlampe in einen Reinraum stellen. Dabei entstehen nämlich Gase und Partikel, was ein großes Problem darstellt. Um alles sauber zu halten, umhüllen wir alles mit hochreinem Quarz. Dadurch bleiben Verunreinigungen außerhalb der Prozesszone. Da diese Systeme in der Regel große Substrate bearbeiten, arbeiten sie mit hohem Spannungsniveau, damit die Wärme konzentriert und gleichmäßig verteilt wird.
Ein Tipp: Man muss die Wellenlänge richtig wählen. Ob man kurzwellige, mittelwellige oder langwellige Infrarotstrahlung verwendet, hängt vom Material ab. Kurzwelliges Infrarot dringt tiefer in das Substrat ein, wodurch der Trocknungsprozess viel schneller abläuft.
Die Kompromisse (denn nichts ist perfekt)
Infrarotstrahlung ist zwar nicht zauberhaft – doch während man durch die geringere Energiebilanz Energie spart, erzeugen diese Hochleistungsheizer trotzdem erhebliche lokale Wärmequellen. Wenn das Chassis sowie die Kühlsysteme nicht ausreichen, wird es unerträglich heiß. Wenn die Kühlung zu schwach ist, beginnen die Sensoren, Fehler zu machen – und dann wird es problematisch.
Der Schlüssel liegt in der Aufteilung des Raums in separate Infrarotzonen. So wird die Wärme nicht in Bereiche geleitet, in denen sie nicht benötigt wird. So können echte Einsparungen erzielt werden – indem man nur dort Energie verwendet, wo und wann sie wirklich benötigt wird.