Stop met het verspillen van warmte: een slimmere manier om met thermische belastingen om te gaan
In halfgeleiderfabrieken balanceer je voortdurend op een dunne draad. Je moet vocht verwijderen en de wafers verhitten, maar als je te veel hitte gebruikt, vernietig je een hele partij kwetsbare siliciumplaatjes.
De oude manier? De hele kamer opwarmen als een gigantische broodrooster. Het is traag, onhandig en verspilt een enorme hoeveelheid energie.
Wij hebben een betere manier gevonden: digitale IR-verwarmercontrollers. In plaats van de lucht rondom de wafer op te warmen, richten ze zich rechtstreeks op het substraat. Het is een schone aanpak die daadwerkelijk bijdraagt aan het verminderen van de CO2-uitstoot van een fabriek.
Hoe de verwarming werkt
Denk aan die ouderwetse relais. Die gaan gewoon aan en uit. Dat is erg onnauwkeurig.
Digitale IR-controller zijn anders. Ze maken gebruik van hoge frequenties en PID-loopen om de temperatuur precies op het gewenste niveau te houden. Geen gissen meer nodig.
Het resultaat? Je bereikt de gewenste temperatuur veel sneller. Omdat de wafers niet zo lang blootstaan aan hitte, hoef je je minder zorgen te maken over thermisch vervormen. Het is gewoon een soepelere proces.
Het juiste hardwarekoppel
Als je probeert een “groene fabriek” op te zetten, liggen de grootste voordelen in de controller. We combineren deze met hoogwaardige kwartslampen. Het beste aan deze controllers is de digitale interface: je kunt de stroomsterkte afstemmen op basis van de dikte van het materiaal.
Maar let op: je moet goed opletten hoeveel elektriciteit er wordt verbruikt. Hoge-dichtheid IR-arrays vragen veel stroom. Als je de sterkte van de lampen verhoogt om meer wafers te kunnen verhitten, moeten de koelfans en afvoersystemen harder werken om het bij te houden. Hierdoor verdwijnen de voordelen die je wilt behalen.
Het trick is om het perfecte evenwicht te vinden tussen de lampdichtheid en de werking van de controller. Als je dit goed doet, gaan de lampfilamenten langer mee.
De praktische gevolgen
Als je kiest voor gecontroleerde IR-verwarming in plaats van convectieverwarming, verdwijnt het energieverbruik tijdens het opwarmen vrijwel geheel.
We zien een echt merkbare daling in het energieverbruik per wafer. Omdat deze controllers vaak als vervanging dienen voor oude verwarmingsmethoden, hoef je je hele productielijn niet te veranderen om dit te bereiken.
Je verkleint de verwarmingzone en hoef je geen energie meer te verspillen om de ruimte warm te houden. Op deze manier kun je echt de doelstellingen van koolstofneutraliteit bereiken, in plaats van er alleen maar over te praten in een vergaderzaal.