Kohlenstoffeinsparung in der Fertigung: Warum UHP-Infrarotlampen tatsächlich funktionieren
Wenn Sie eine Halbfertigungsanlage betreiben, wissen Sie, wie groß der Druck ist, die Ziele der Kohlenstoffneutralität zu erreichen. Es handelt sich dabei nicht nur um eine formelle Anforderung – es ist vielmehr ein enormes Energieproblem. Ein großer Teil der Energieverschwendung entsteht durch den thermischen Prozess selbst.
Jahrelang haben wir auf herkömmliche Widerstandsheizungen zurückgegriffen. Das Problem: Dadurch werden alle Wände der Kammer erhitzt, nur damit der Wafer die richtige Temperatur erreicht. Das ist, als würde man alle Heizgeräte im Haus einschalten, nur um einen einzigen Pizzastück zu erhitzen.
Deshalb haben wir auf Ultraschwerreine (UHP)-Infrarotlampen umgestellt. Anstatt die Luft und die Wände zu erhitzen, zielen diese Lampen direkt auf die Oberfläche des Wafers ab.
Das ist das Geheimnis:
Diese Lampen nutzen Kurzwellen-Infrarotstrahlung. Während die Konvektion langsam ist und auf der Bewegung von Gasen beruht, senden diese Quarztuben Photonen aus, die sofort die Oberfläche des Wafers treffen.
Wir verwenden diese Lampen wegen ihrer hohen Leistungsdichte – dadurch sind die Aufwärmzeiten extrem kurz. Wenn keine Energie unnötig für hohe Temperaturen verbraucht wird, sinkt der Energieverbrauch pro Wafer. Das ist ein Vorteil für die Umwelt – und auch für die Stromrechnung.
Aber man kann nicht einfach irgendeine Lampe verwenden. In einem UHP-Umfeld ist „Outgassing“ das größte Problem. Schon eine kleine Verunreinigung kann dazu führen, dass die gesamte Charge unbrauchbar wird. Wir verwenden synthetisches, gefülltes Quarzmaterial mit sehr niedrigem Hydroxilgehalt, damit metallische Verunreinigungen nicht in den Siliziumkern eindringen können.
Wir reinigen diese Lampen bis auf Werte unter Sub-ppb-Niveau. Wenn man versucht, durch den Einsatz einer gewöhnlichen Industrielampe Geld zu sparen, ruiniert man damit die Qualität der Produkte. Ganz einfach.
Es gibt aber auch einen Kompromiss:
Da diese Lampen eine so hohe Leistung haben, entsteht ein viel höherer Wärmestrom. Der Kohlenstoffausstoß nimmt zwar ab, doch die Kühlsysteme müssen intensiver arbeiten. Man muss sicherstellen, dass die Kühlkreisläufe mit den hohen Temperaturen zurechtkommen.
Die gute Nachricht: Wir haben diese Lampen so konzipiert, dass sie als Ersatz für Ihre bestehenden CVD- oder Glühöfen verwendet werden können. Es ist also nicht nötig, alles auszutauschen.
Indem man die Wärmeströme kontrolliert und die Aufwärmzeiten reduziert, kann der Energieverbrauch der gesamten Fabrik gesenkt werden. Das ist eine einfache Möglichkeit, um umweltfreundlicher zu agieren, ohne die Produktivität zu beeinträchtigen.