Het verminderen van kooldioxide-uitstoot bij het verwerken van wafer’s (zonder dat je gek wordt)
Elke halfgeleiderfabriek heeft momenteel te kampen met het probleem om de doelstellingen van nul uitstoot te bereiken. Maar als je kijkt naar waar de energie naartoe gaat, blijkt dat een groot deel van de energie wordt verspild aan het opwarmen en drogen van de wafer’s.
De oude manier – grote convectiekasten – is net alsof je probeert één peul op te warmen door de hele keuken op te warmen. Dat is een enorme verspilling van energie. We hebben een betere manier gevonden: we gebruiken precisie-IR-sensoren en verwarmingsystemen die precies gericht zijn op de wafer, en niet op de ruimte eromheen.
Stop met het opwarmen van de wanden
Het probleem is dat wanneer de verwarming oneffen is, delen van de wafer beschadigd raken. Dat is zonde van tijd en geld. We gebruiken kortegolf-IR-lampen in combinatie met hoge- snelheidspyrometers, zodat het systeem precies kan reageren op de behoeften van de wafer. In plaats van alles op te warmen, richten we ons op de specifieke golflengten die silicium juist absorbeert.
Het resultaat? Je verspilt geen energie meer aan het opwarmen van de wanden van de kamer. Er wordt sneller opgewarmd, er wordt minder energie verbruikt per wafer, en je energierekening daalt. Het is gewoon gezond verstand.
Snelheid en controle
We hebben deze sensoren zo ontworpen dat ze binnen milliseconden kunnen reageren. Als er een hete plek op het oppervlak van de wafer verschijnt, past het systeem onmiddellijk de IR-uitstoot aan. Dit is een stuk beter dan die oude resistieve verwarmers, die altijd te veel energie gebruiken en waardoor je bang bent dat de wafer beschadigd raakt. Bovendien hebben we de elementen omhuld met kwarts. Hierdoor blijft het vuil weg van het verwarmingselement en blijft het proces schoon.
Het nadeel: energie en koeling
Er is echter wel een nadeel: hoge-dichtheid-IR-array’s verspreiden snel warmte, maar ze genereren ook veel stralingsenergie. Je kunt ze niet zomaar in een oude behuizing plaatsen. Als de koelsystemen niet goed genoeg zijn om deze extra belasting aan te kunnen, kan dat leiden tot schade aan de elektronica. Eerst moet je dus goed nadenken over de koeling.
Wat dit voor jou betekent
Als je overgestapt bent op precisie-IR-verwarming, wordt de fysieke omvang van de verwarmingsapparatuur kleiner. Je komt los van die enorme, trage apparaten en maakt gebruik van compacte array’s die snel klaar zijn voor gebruik. Hierdoor wordt het concept van een ‘groene fabriek’ minder een reclame slogan en meer een werkelijkheid. Je verlaagt de energiebehoefte om de apparatuur draaiende te houden, wat de snelste manier is om de CO2-kosten per chip te verminderen.