Het verwijderen van overtollige hitte met infraroodstraling
Laten we eerlijk zijn: de productie van halfgeleiders brengt veel hitte met zich mee. Lang hebben we gebruik gemaakt van resistieve opwarming, wat neerkomt op het proberen om één broodje op te warmen door de hele keuken op te warmen. Dat is een enorme verspilling van energie.
We hebben een betere manier gevonden. Door korte golflengteninfraroodlampen te gebruiken, kunnen we de hitte precies richting de wafer sturen. Er hoeft geen lucht meer te worden opgewarmd, alleen maar uit nutteloze redenen. Het is een simpele verandering, maar deze zorgt voor een grote verbetering in het milieubelastende effect van de productieruimte.
Waarom korte golflengteninfraroodstraling werkt
Het geheim zit hierin: korte golflengteninfraroodstraling (met een golflengte van 0,7 tot 2,5 μm) bereikt het materiaal zeer snel en dringt er dieper in door dan de lange golflengtenstraling die we gewend zijn. De opwarming vindt bijna onmiddellijk plaats. Omdat het om stralingswarmte gaat, hoeft het HVAC-systeem niet harder te werken om de overtollige hitte uit de ruimte te halen. Hierdoor wordt de elektriciteitsrekening op een positieve manier verminderd.
De technische details
We maken deze apparaten met kwartsomhullingen en halogeenlampen, zodat de filamenten langer meegaan. Als je een productielijn voor 300mm-wafers hebt, is het belangrijk om rekening te houden met de stroomintensiteit. We gebruiken lampen met hoge vermogens om de thermische cyclus snel te laten verlopen. Bovendien gebruiken we standaardconnectoren, zodat je de oude, trage resistieve elementen gemakkelijk kunt vervangen, zonder dat je de hele installatie hoeft te vervangen.
Maar let op: het is geen magie. Er zijn wel nadelen. Omdat deze lampen zo intensief zijn, wordt er veel lokale hitte gegenereerd. Als je PID-regelaars niet goed werken of als je sensoren niet nauwkeurig zijn, kan dit leiden tot schade aan het materiaal. Je moet er ook voor zorgen dat je koelsystemen goed functioneren. Je wilt immers niet dat de stralingswarmte het frame van de machine opwarmt.
De conclusie voor de fabriek
Het mooiste is dat je geen energie meer verspilt tijdens die eindeloze ‘opwarmtijdperiodes’. De energieverbruik per eenheid daalt vrijwel meteen. Dit is een goede manier om de milieunormen te halen, zonder dat je de hele productielijn opnieuw hoeft te ontwerpen. Je kunt meer wafers produceren, sneller en met minder afval. Het is een van die zeldzame gevallen waarbij de financieel directeur en de procesengineer het eens zijn.