Hören Sie auf, die Luft zu erwärmen – eine intelligentere Art der Wärmebehandlung von Halbleitern
Seien wir ehrlich: Herkömmliche Widerstandsofen sind Energieverschwender. Man muss enorme Mengen an Energie aufwenden, um den gesamten Raum zu erhitzen – dabei berührt der größte Teil dieser Energie nicht einmal das Wafer. Das ist ein Verschwenden von Elektrizität und birgt außerdem Probleme bezüglich des Kohlenstofffußabdrucks.
Wir haben eine bessere Lösung gefunden. Anstelle dazu, den ganzen Raum zu erhitzen, verwenden wir Infrarotheizgeräte in Vakuumkammern, um die Wärme direkt auf das Ziel zu richten.
Warum Infrarot tatsächlich funktioniert
Infrarotstrahlung benötigt weder Luft noch irgendein anderes Medium, um Wärme zu übertragen. Im Vakuum ist das quasi die einzige Möglichkeit, Wärme genau dorthin zu bringen, wo sie gebraucht wird – ohne gegen physikalische Gesetze ankämpfen zu müssen.
Wir stellen diese Heizgeräte so ein, dass sie spezifische Wellenlängen ausstrahlen, die Silizium- und Photoresist-Materialien besonders gerne absorbieren. So wird keine Energie verschwendet, indem die Wände der Vakuumkammer erhitzt werden – die Wärme gelangt direkt auf das Substrat.
Das Gleichgewicht zwischen Leistung und Wärme
Wenn man etwas schnell behandeln muss, braucht man Leuchtmittel mit hoher Leistung. Dadurch kann man die gewünschte Temperatur schnell erreichen.
Aber man kann die Leistung nicht einfach erhöhen – sonst müssen die Kühlsysteme die reflektierte Wärme bewältigen können. Wenn das nicht möglich ist, entstehen Probleme mit den Dichtungen der Vakuumkammer – was niemand will.
Es geht also darum, den richtigen Balancepunkt zwischen Spannung und Leistung zu finden, damit die Leuchtmittel während eines langen Produktionsprozesses nicht kaputtgehen.
Die „Grüne Fabrik“ wird so Realität
Der größte Vorteil besteht darin, dass die Aufwärmzeit von Stunden auf Sekunden sinkt. Das führt zu echten Einsparungen im Energieverbrauch. Man muss nicht mehr halb eine Schicht lang warten, bis die Geräte bereit sind.
Außerdem können diese Systeme mit Steuerungen verbunden werden, die die Temperatur konstant halten – ohne dass ein großer, heißer Metallkörper notwendig ist.
Für Ingenieure, die die Ziele einer „Grünen Fabrik“ erreichen wollen, ist das eine einfache Lösung: Hört auf, die Luft zu erwärmen. Nutzt stattdessen gezieltes Infrarotlicht – so können die Energieverbräuche pro Wafer reduziert werden, und man macht tatsächlichen Fortschritte bei der Erreichung der Nachhaltigkeitsziele.