Kohlenstoffeinsparung bei der Herstellung von Chips durch Infrarotheizung
Wenn Sie schon einmal in einem Reinraum gearbeitet haben, wissen Sie, wie schwierig das ist. Man braucht Wärme – und zwar präzise dosierte Wärme. Gleichzeitig soll auf keinen Fall Staub entstehen. Deshalb nutzen wir Infrarotheizlampen.
Anstatt heiße Luft zu verwenden – was im Grunde nur dazu dient, Partikel auf die Wafer zu bringen – nutzt die Infrarotheizung Strahlung. Es handelt sich dabei um eine direkte Energieübertragung. Kein Wind, keine Unordnung, kein kontaminiertes Silizium.
Die Physik hinter der Infrarotheizung
Stellen Sie sich einen herkömmlichen Ofen vor – das ist etwas vom Aussterben bedrohtes Equipment. Er verbraucht enorme Mengen an Energie, nur um die Luft im Raum zu erhitzen.
Infrarotheizung funktioniert anders: Sie heizt direkt das Substrat selbst. Mit kurzwelligem oder mittelwelligem Infrarot können wir die Temperatur in Sekunden statt in Minuten erreichen. Es geht also sehr schnell.
Und das hat Auswirkungen auf Ihre Energiekosten. Wenn man eine „grüne“ Fabrik plant, möchte man die sogenannte „thermische Trägheit“ eliminieren – also die Zeit, in der die Geräte einfach nur Strom verbrauchen, während sie warm werden.
Die Herausforderungen bei der Integration
Wir setzen diese Lampen nicht einfach in eine Box. Sie müssen äußerst sauber sein. Falls es Rückstände auf dem Quarzrohr gibt, können diese während des Prozesses auf das Silizium gelangen. Das wäre katastrophal. Deshalb verwenden wir hochreine Quarzgehäuse, um alles steril zu halten.
Aber hier kommt das Problem: Infrarotstrahlung ist sehr intensiv. Wenn die Wafer nur wenige Millimeter aus der richtigen Position abweichen, entstehen lokal hohe Temperaturen. Ein kleiner Fehler kann dazu führen, dass das Substrat beschädigt wird. Deshalb verlassen wir uns auf präzise PID-Steuerungen sowie eine sehr genaue Fokaldistanz. Alles dreht sich darum, den optimalen Punkt zu finden.
Was das für den Planeten bedeutet
Wenn man auf Infrarotheizung umsteigt, verringert sich der Energieverbrauch der Heizanlage erheblich. Die Geräte sind kleiner, was mehr Platzbedarf bedeutet – aber was noch wichtiger ist: Das Lüftungssystem muss nicht mehr so hart arbeiten, um den Raum abzukühlen.
Der größte Vorteil zeigt sich beim Aushärten und Trocknen der Bauteile. Anstatt einen großen Ofen rund um die Uhr laufen zu lassen, aktivieren wir die Infrarotlampe nur dann, wenn tatsächlich ein Bauteil dort ist. Heizung nach Bedarf.
So spart man tatsächlich Kohlenstoff. Man zahlt nicht mehr für Wärme, die man nicht benötigt. So einfach ist das.