Het verminderen van de koolstofuitstoot bij de productie van halfgeleiders: waarom infraroodverwarming werkt
Bij de productie van halfgeleiders speelt hitte een belangrijke rol. De oude manier om dit te doen is echter – om het maar eerlijk te zeggen – zeer inefficiënt. De meeste traditionele resistieve verwarmers verwarmen de hele ruimte, waardoor alles in de buurt van de wafer wordt opgewarmd. Het is net alsof je je hele huis opwarmt alleen maar om één kop koffie温 te maken.
Daar komt de vacuüminfraroodverwarming om de hoek kijken. In plaats van de lucht te verwarmen, stuurt de infraroodverwarming energie rechtstreeks naar de wafer.
De fysica achter infraroodverwarming
Omdat we in een vacuüm werken, kunnen we niet rekenen op de lucht om hitte te verspreiden. Er blijven alleen nog maar geleiding en straling over. We hebben onze infraroodlampen zo ingesteld dat ze precies die golflengten gebruiken die silicium en galliumnitride willen absorberen.
Het resultaat? De wafer wordt razendsnel opgewarmd. Door deze opwarmtijd te verkorten, hoef je geen energie meer te verspillen. Het is gewoon efficiënter.
Een ‘groene fabriek’ maken
We horen vaak over ‘groene initiatieven’, maar meestal gaat het hierbij om bedrijfsjargon. In de praktijk gaat het erom energieverlies te voorkomen. Oude ovens functioneren als enorme batterijen die urenlang warm blijven, zelfs wanneer ze niks doen. Infraroodlampen zijn anders: ze gaan bijna onmiddellijk aan en uit. Geen energieros versus het behouden van een constante temperatuur.
Een tip: we gebruiken kwartsomhullingen van hoge zuiverheid om alles schoon te houden. Je kunt de sterkte van de verwarming echter niet zomaar verhogen. Als je te veel wattage in een klein gebied stuurt, ontstaan er ‘heiße punten’ of thermische stress op de wafer. Je moet de PID-regelaars goed instellen, zodat je de gewenste temperatuur bereikt zonder te veel energie te verspillen.
De nadelen
Als je je oude verwarmingsapparaten vervangt door infraroodsystemen, merk je dat je meer ruimte hebt voor andere doeleinden. Je krijgt meer productiecapaciteit zonder dat je extra ruimte nodig hebt.
Maar er is wel een nadeel: de stroomvoorziening. Infraroodsystemen hebben een hoge frequentie nodig om stabiel te blijven. Als je elektriciteitsnetwerk wat verouderd is, kan er signaaloverlast optreden. Dat is vervelend, maar met wat filtering lost zich dit meestal op.
Zodra de kabels goed zijn aangesloten, zijn de energiebesparingen echt merkbaar. Je bereikt niet alleen je KPI’s, maar je vermindert ook de koolstofvoetafdruk van je hele productieprocessen.