Reduzierung des Kohlenstoffverbrauchs bei der Halbfertigproduktion: Warum Vakuum-Infrarottechnologie tatsächlich funktioniert
Seien wir ehrlich: Herkömmliche Widerstandsofen sind energieintensiv. Sie verbrauchen eine Menge Energie, um den gesamten Raum – inklusive der Wände – auf die richtige Temperatur zu bringen, nur damit das Wafer die gewünschte Temperatur erreicht. Das ist wie das Erhitzen des ganzen Hauses nur dafür, eine Tasse Kaffee zu erwärmen. Es ist verschwenderisch – und mit den strenger werdenden Regeln für „grüne Fabriken“ wird das immer mehr zum Problem. Dabei kommt die Vakuum-Infrarottechnologie ins Spiel. Anstatt den ganzen Raum zu heizen, konzentrieren wir uns einfach auf das Wafer selbst.
Wie die Physik dabei eine Rolle spielt
Im Vakuum gibt es keine Konvektion – man setzt vollständig auf Strahlung. Wir stimmen diese Systeme so ab, dass sie genau die Wellenlängen verwenden, die Silizium oder Galliumnitrid am besten absorbieren können. Dadurch geht die Energie direkt in das Substrat und wird nicht verschwendet, indem die Wände des Raumes erhitzt werden. Dadurch sinkt der Leerlaufenergieverbrauch erheblich. Und es geht wirklich schnell. Die Aufwärmzeiten sinken, die Zykluszeiten verkürzen sich – und man benötigt pro Charge viel weniger kWh. Das macht einfach Sinn.
Die technischen Aspekte
Wir bauen diese Lampen aus hochreinem Quarz sowie Wolframfäden. Da sie jedoch im Vakuum arbeiten, müssen wir besonders sorgfältig auf die Dichtungen achten. Wenn es zu Gasausströmungen kommt, entsteht Kontamination – und niemand möchte ein beschädigtes Wafer. Es gibt allerdings einen Kompromiss: Wir packen viel Leistung in einen kleinen Raum. Das setzt große Anforderungen an die Stromversorgung. Wenn man diese Systeme auf volle Leistung läuft, muss man sicherstellen, dass die Kühlsysteme funktionieren. Andernfalls kann es zu Beschädigungen der Lampen kommen – was wirklich ärgerlich ist.
Fazit
Der Umstieg auf Infrarottechnologie bedeutet, dass man nicht mehr auf diese riesigen Heizelemente angewiesen ist, die Stunden lang weiterhin warm bleiben. Das System verbraucht nur dann viel Energie, wenn es tatsächlich heizt. Für viele Anwendungen handelt es sich dabei um einen einfachen Ersatz für ältere Heizsysteme. Man erhält dadurch mehr Produktivität und geringere Kosten. Nur eines sollte man beachten: Überprüfen Sie unbedingt, ob Ihre Vakumpumpen die thermische Belastung bewältigen können – sonst können die Dichtungen beschädigt werden.