Reduzierung des Kohlenstoffausstoßes beim Trocknen von MEMS-Wafern
Wir ersetzen die alten, unpraktischen Konvektionsöfen durch Infrarot-Hebelampen beim Trocknen unserer MEMS-Sensorwafern. Das Ziel ist ganz einfach: Die Feuchtigkeit von den Wafern schneller entfernen und dabei weniger Energie verbrauchen.
Wenn Sie schon einmal in einer Fertigungsfabrik gearbeitet haben, wissen Sie, wie viel Energie nötig ist, um eine große Menge Luft zu erhitzen – nur damit ein winziger Siliziumblock getrocknet werden kann. Das ist eine Verschwendung. Der Übergang zu einer „grünen Fabrik“ bedeutet letztlich nichts anderes als die Beendigung dieser Verschwendung.
Wie funktionieren die Infrarot-Hebelampen eigentlich?
Stellen Sie sich das so vor: Bei herkömmlicher Trocknung wird der ganze Raum erhitzt. Infrarot-Hebellampen hingegen heizen ausschließlich die Wafer. Wir verwenden Kurzwell-Infrarot-Emittoren, denn diese können direkt durch die Feuchtigkeitsschicht hindurchwirken. Dadurch kommt es fast sofort zur Verdunstung der Feuchtigkeit. Dadurch kann die Trocknungszeit von Minuten auf Sekunden verkürzt werden. Zudem zieht die Lampe nur dann Energie aus der Stromquelle, wenn sie tatsächlich aktiv ist. So muss man nicht mehr für Heizgeräte bezahlen, die den ganzen Tag über nutzlos herumstehen.
Die Herausforderungen
Es ist nicht alles so einfach, wie es scheint. Um die erforderliche Wärmedichte für die MEMS-Wafer zu erreichen, müssen wir hochleistungsstarke Quarzlampen verwenden. Diese Lampen müssen äußerst widerstandsfähig sein – sie müssen ständig zwischen Kälte und extremer Hitze hin- und herwechseln, ohne zu zerbrechen. Außerdem verwenden wir spezielle Beschichtungen, damit die Wärme direkt auf die Wafer trifft und nicht auf das Gehäuse der Geräte. Man möchte schließlich nicht, dass die Ausrüstung schmilzt, während versucht wird, die Wafer zu trocknen.
Einschränkungen bezüglich der Stromversorgung
Diese Infrarot-Hebellampen können beim Einschalten starke Stromspitzen verursachen. Wenn Ihr Stromnetz nicht dafür geeignet ist, werden die Sicherungen ständig auslösen.
Das Problem mit den „heißen Punkten“
Falls die Lampen nicht perfekt positioniert sind, kommt es zu ungleichmäßigem Trocknen. Wir haben dieses Problem gelöst, indem wir die Form der Reflektoren angepasst haben, damit die Wärme gleichmäßig auf die 200 mm oder 300 mm große Oberfläche der Wafer verteilt wird.
Warum das wichtig ist
Letztendlich geht es um den Kohlenstoffausstoß. Indem wir den Energieverbrauch pro Wafer reduzieren, können wir unseren CO2-Ausstoß deutlich verringern. Wir brauchen auch keine riesigen Belüftungssysteme mehr, um die überschüssige heiße Luft abzuführen. Weniger Energiebedarf bedeutet weniger CO2. Es handelt sich dabei um einen einfachen und effektiven Weg, die Trocknungsphase im MEMS-Prozess grünlicher zu gestalten.