Het verminderen van de kooldioxide-uitstoot in de fabriek: waarom UHP-infraroodlampen werken
Als je een half gevormde chip produceert, weet je hoe groot de druk is om de doelstellingen op het gebied van koolstofneutraliteit te halen. Het gaat hier niet alleen om een formele vereiste voor bedrijven; het is ook een groot energieprobleem. Een groot deel van deze energieverbruik vindt plaats tijdens het thermische bewerken van de chips.
Jarenlang hebben we gebruik gemaakt van traditionele resistieve warmtebronnen. Het probleem? Ze zijn minder effectief. Je moet de hele wand van de ruimte verwarmen om de chip op de juiste temperatuur te brengen. Het is alsof je alle verwarmingselementen in huis inschakelt om één stuk pizza op te warmen.
Daarom zijn we overgestapt op Ultra High Purity (UHP)-infraroodlampen. In plaats van de lucht en de wanden te verwarmen, richten deze lampen zich rechtstreeks op de chip.
Dit is het geheim:
Deze lampen gebruiken kortegolflengte-infraroodstraling. Terwijl conventionele warmtebronnen langzaam werken en afhankelijk zijn van de beweging van gassen, zenden deze kwartstubes fotonen uit die direct de oppervlakte van de chip bereiken.
We maken deze lampen met een hoge vermogensdichtheid, zodat de opwarmtijd zeer snel is. Hierdoor wordt het energieverbruik per chip drastisch verminderd. Dat is goed voor het milieu en ook voor de energierekening.
Maar je kunt niet zomaar elke lamp gebruiken. In een UHP-omgeving is ‘outgassing’ een groot probleem. Eén kleine onzuiverheid kan al zorgen dat de hele partij chips onbruikbaar wordt. We gebruiken synthetisch gefuseerd kwarts met zeer lage hoeveelheden hydroxylgroepen, zodat metalen onzuiverheden niet in het silicium terechtkomen.
We reinigen deze lampen tot op niveaus van sub-ppb. Als je probeert geld te besparen door standaard industriële lampen te gebruiken, zal dat juist leiden tot minder kwalitatieve chips. Simpel gezegd: het is beter om UHP-lampen te gebruiken.
Er is echter wel een trade-off:
Omdat deze lampen zoveel hitte genereren, moet je rekening houden met een hogere warmtestroom. Je carbonvoetafdruk wordt kleiner, maar de koelsystemen moeten harder werken. Je moet ervoor zorgen dat de koelwatercircuits het kunnen bijhouden.
Het goede nieuws? We hebben deze lampen ontworpen als vervanging voor de bestaande CVD- of annealeringsapparaten. Er is geen reden om alles weg te halen.
Door de warmtestroom te beperken en de opwarmtijd te verkorten, kun je het energieverbruik van de hele fabriek verlagen. Het is een eenvoudige manier om milieuvriendelijker te werken, zonder dat de productie wordt vertraagd.