Kohlenstoffeinsparung beim Herstellen von Halbleitern mit ozeongefreiem Infrarotlicht
Der Herstellung von Halbleitern sind enorme Mengen an Wärme und Präzision erforderlich. Doch seien wir ehrlich: Die traditionellen Methoden zur Steuerung dieser thermischen Prozesse sind eher ein Albtraum für den Kohlenstoffverbrauch. Wir versuchen, dieses Problem zu lösen, indem wir ozeongefreie Infrarotlampen verwenden. Das ist eine einfachere Möglichkeit, Energie zu sparen – und die unerwünschten Nebenprodukte zu vermeiden, die typischerweise bei der Verwendung von Kurzwellenstrahlung entstehen.
Das Problem mit Ozon
Bei herkömmlichen Kurzwellen-Infrarotlampen entsteht Strahlung im Bereich von 185 nm bis 254 nm. Dadurch wird der Sauerstoff in der Luft in Ozon umgewandelt. In einer Reinraumumgebung ist Ozon ein ernsthaftes Problem – es handelt sich dabei um einen Stoff, den man auf keinen Fall haben möchte.
Wir haben dieses Problem gelöst, indem wir dopedierte Fasern oder spezielle Quarzkohlenstoffbeschichtungen verwendet haben. Dadurch wird das VUV-Spektrum blockiert. Man erhält weiterhin eine hohe Wärmedichte – doch ohne die entstehende Gaskonzentration.
Da man nicht mehr mit Ozon zu kämpfen hat, kann man auf die energieintensiven Entlüftungssysteme verzichten. Das ist ein großer Vorteil für die Gesamtkosten des Unternehmens.
Praktische Anwendung in der Realität
Diese Lampen sind für Geschwindigkeit konzipiert. Es geht dabei um hohe Leistungswerte sowie schnelle Aufwärmzeiten. Ziel ist es, die „stillstehende Wärme“ zu reduzieren – also die Energie, die verschwendet wird, wenn eine Maschine einfach nur dort steht und sich aufwärmt.
Anstatt den ganzen Raum wie einen riesigen Ofen zu erhitzen, wird die Wärme direkt auf die Wafer gerichtet. Das ist eine viel effizientere Art, Elektrizität zu nutzen.
Außerdem ist die Hardware so konzipiert, dass sie einfach eingebaut werden kann. Man kann sie direkt in die vorhandenen Trocken- oder Bäckstationen einsetzen, ohne alles ausbauen zu müssen. Wir verwenden außerdem verstärktes Quarzmaterial, damit die Lampen nicht zerbrechen, wenn die Temperatur schnell erhöht oder gesenkt wird.
Die Herausforderungen
Es ist allerdings nicht alles perfekt. Es gibt einige Kompromisse.
Wenn man nach extrem schnellen Aufwärmzeiten strebt, muss die Stromversorgung dem Druck standhalten. Man muss sicherstellen, dass die elektrischen Anlagen die Spitzenströme bewältigen können – sonst wird es Probleme geben.
Auch der Abstand zwischen den Lampen spielt eine Rolle. Wenn die Lampen zu nah beieinander sind, entstehen heiße Punkte auf den Wafern. Sind sie zu weit entfernt, geht die Effizienz verloren. Wir fügen außerdem Schutzmaßnahmen hinzu, damit die Wärme dort bleibt, wo sie hingehört – und nicht in das Gehäuse der Maschine strömt.