Kohlenstoffreduzierung in der Fertigung mit UHP-Infrarotlampen
Bei der Herstellung von Halbleitern ist es entscheidend, die richtige Temperatur zu erreichen. Lange Zeit haben wir auf Widerstandsofen gesetzt – doch ehrlich gesagt: Sie verbrauchen unglaublich viel Energie. Im Grunde genommen wird ein ganzer Raum erhitzt, nur um eine einzige Wafer auf die richtige Temperatur zu bringen.
Deshalb verwenden wir Ultra-Hochreine (UHP-)Infrarotlampen. Anstelle dessen, die Luft zu erhitzen, trifft das Infrarotlicht direkt auf die Wafer. Das ist effizient und macht einfach Sinn.
Geschwindigkeit und Leistung
Diese Lampen sind dafür konzipiert, schnell reagieren zu können. Es kommt zu schnellen Temperaturänderungen – und das dank der hohen Leistung der Quarzlampen. Da die Wärme genau dorthin gelangt, wo sie benötigt wird, wird nicht alles in der Umgebung erhitzt.
Der Vorteil hierbei ist die verkürzte Bearbeitungszeit. Man verbringt weniger Zeit damit, darauf zu warten, dass alles erwärmt wird. Dadurch sinkt der Energieverbrauch pro Wafer erheblich. Das ist ein Vorteil sowohl für die Zeit als auch für die Stromrechnung.
Reinheit
In einer Reinraumumgebung ist jedes kleine Stückchen Schmutz ein Problem. Ausgasungen können ganze Chargen zerstören. Um das zu verhindern, verwenden wir hochreinen synthetischen Quarz. Keine billigen Klebstoffe, keine minderwertigen Keramiken – nur saubere Materialien, die keine metallischen Verunreinigungen auf den Siliziumkristallen hinterlassen. Zudem ist die gesamte Anlage stark genug, um extremen Temperaturschwankungen standzuhalten, ohne zu beschädigen.
Die Realität der Anlage
Es gibt jedoch einen Haken: Wenn man eine „grüne Fabrik“ anstrebt, kann man diese Lampen nicht einfach anschließen und ignorieren. Man muss neu darüber nachdenken, wie man mit der Energie umgeht. Hochdichte Infrarotlampen ziehen viel Strom – wenn das Netzteil zu schwach ist, entstehen Spannungsabfälle. Dadurch verschlechtert sich die Temperaturhomogenität – und das ist ein Problem, das niemand haben will.
Vergessen darf man auch die Kühlung nicht. Man muss die enorme Wärmeentwicklung mit der Kühlkapazität des Systems in Einklang bringen. Wenn das Kühlsystem nicht mit der Wärmeumgebung fertig wird, gehen die Dichtungen kaputt und die Lebensdauer der Lampen verkürzt sich stark.
Es braucht zwar etwas mehr Arbeit auf dem Gebiet der Elektrik und Kühlung – aber man bekommt im Gegenzug eine enorme Steigerung der Energieeffizienz. Das ist die beste Möglichkeit, den CO2-Fußabdruck der Fabrik zu verringern.