Kohlenstoffverbrauch bei der Herstellung von Halbleitern durch Infrarotheizung verringern
Bei der Herstellung von Halbleitern spielt die Wärme eine entscheidende Rolle – doch die bisherige Vorgehensweise ist ziemlich verschwenderisch. Die meisten Fabriken verwenden Konvektionsöfen, wodurch eine ganze Menge Luft erhitzt werden muss, nur um ein winziges Wafer auf die richtige Temperatur zu bringen. Das ist wie das Erhitzen des gesamten Hauses nur dafür, eine einzelne Pizza zu erwärmen. Dadurch wird viel Energie verschwendet und der Kohlenstoffausstoß steigt an.
Wir haben eine bessere Lösung gefunden: Infrarotheizung. Anstelle dessen, die Luft zu erhitzen, wirkt die Heizung direkt auf das Substrat.
Energie – und damit auch der Planet – sparen
Infrarotlampen nutzen elektromagnetische Strahlung, um Energie zu übertragen. Da nicht tausende Kubikfuß an Luft erhitzt werden müssen, wird pro Wafer viel weniger Energie verbraucht. In einer grünen Fabrik ist das ein großer Vorteil: Der Verbrauch an Kilowattstunden sinkt, und damit auch die CO2-Emissionen. Es handelt sich dabei um eine einfachere und sauberere Methode zur Erhitzung der Wafer.
Die Reinheit der Reinraumumgebung bewahren
Reinräume sind sehr anspruchsvoll in Bezug auf die Reinheit. Schon ein kleiner Staubkorn kann Probleme verursachen. Deshalb verwenden wir Heizelemente, die in Quarz eingebettet sind. Sie geben keine Gase ab und verursachen keine Partikel – dadurch bleibt die Umgebung sauber. Zudem enthalten diese Lampen viel Leistung in einem kleinen Gehäuse. Dadurch nimmt die Ausrüstung weniger Platz ein, und die gewünschte Temperatur wird schneller erreicht. Dadurch läuft der gesamte Prozess schneller ab.
Die Herausforderungen
Es ist jedoch nicht ganz einfach. Hochintensives Infrarotlicht ist zwar schnell – aber vielleicht etwas zu schnell. Wenn man nicht vorsichtig ist, können intensive Hitzebereiche entstehen. Wenn das Wafer dünn ist, kann seine Oberfläche überhitzen, bevor der Kern überhaupt warm wird. Man muss also darauf achten, welche Entfernung zwischen der Lampe und dem Wafer besteht sowie wie oft die Lampe eingeschaltet wird. Ein wenig Kalibrierung hilft dabei, sicherzustellen, dass die Wafer nicht beschädigt werden.
In einer grünen Fabrik funktionieren lassen
Es reicht nicht aus, einfach nur die Lampen auszutauschen. Man braucht ein Steuersystem, das in Echtzeit auf die Sensoren reagiert. Dadurch wird verhindert, dass die Temperatur zu stark ansteigt und Energie verschwendet wird.
Und das Beste daran: Wenn man diese Systeme mit einem intelligenten Stromnetz verbindet, kann man genau跟踪, wie viel Energie man bei jeder Charge einspart. Wenn die Prüfer kommen, um die Kohlenstoffneutralität zu überprüfen, hat man konkretige Daten, die man ihnen zeigen kann.