Het verminderen van de kooldioxide-uitstoot bij het verhitten van halfgeleiders met vacuümiumstraling
Het maken van halfgeleiders vereist precisie. Echter, het doen dit in een omgeving met hoge vacuümgraad is erg energieverslindend. Veel fabrieken maken nog steeds gebruik van resistieve verwarming. Dat is net alsof je probeert één peul op te warmen door de hele pan te verwarmen. Het is langzaam, er wordt veel energie verspild en de CO2-uitstoot neemt enorm toe.
Wij doen het anders. We gebruiken IR-lampen die geschikt zijn voor gebruik in een vacuümomgeving. Hierdoor wordt de energie rechtstreeks op de wafer of het substraat gebracht. Er wordt geen energie verspild.
Hoe de fysica werkt
In een vacuüm kan je niet rekenen op lucht om warmte over te dragen. Je hebt dus alleen maar straling tot je beschikking. Het trucje is om deze IR-systemen af te stellen op specifieke golflengten die het gewenste materiaal juist wil absorberen. In plaats van urenlang de muren van de vacuümkamer te verwarmen, wordt de energie rechtstreeks naar het gewenste punt gestuurd: de werkstukken.
Het is een simpele verbetering, maar het zorgt er wel voor dat de hoeveelheid energie die nodig is per wafer aanzienlijk wordt verminderd.
Het bouwen van een fabriek die de planeet niet schaadt
Als je een ‘groene fabriek’ wilt bouwen, moet je rekening houden met de thermische massa. Zware verwarmingselementen hebben lang nodig om op temperatuur te komen en nog langer om af te koelen. Ze zijn ook onhandig in gebruik. IR-lampen daarentegen hebben nauwelijks thermische inertie. Je draait gewoon een schakelaar om en je bent in seconden op de gewenste temperatuur.
Dat betekent dat er geen eindeloze wachttijden meer zijn. Je machines hoeven minder uur te draaien om dezelfde hoeveelheid werk te verrichten. Het is gewoon efficiënter.
Maar we stopten niet bij snelheid alleen. Het gebruik van vacuüm heeft ook negatieve effecten op de apparatuur. Het loskomen van gassen kan problemen veroorzaken en zelfs een batch wafer’s ruïneren. Om dit te voorkomen, gebruiken we hoogwaardige kwartsmaterialen en speciale sluitingen. Hierdoor blijft de kamer schoon, waardoor er minder afval ontstaat en minder materiaal verspild wordt.
De waarheid over compromissen
Er is geen apparaat dat alles kan oplossen. IR-lampen zijn uitstekend om energieverbruik te verminderen tijdens het verhitten, maar ze genereren ook veel lokale hitte. Als je koelsysteem niet goed genoeg is, kan deze reflecteerde straling de vacuümsluitingen beschadigen of de sensoren vernietigen.
Je kunt niet zomaar de sterkte van de lamp verhogen en hopen op het beste resultaat. Je moet de kracht van de lamp in balans brengen met de mogelijkheden van je systeem om warmte af te voeren. Anders betaal je alleen maar meer voor reparaties.