Het verminderen van het koolstofgehalte tijdens het verwerken van wafers met precisie-IR-verwarming
Als je ervaring hebt met de halfproductie, weet je dat thermische precisie cruciaal is. Lang hebben we ons behelpen met grote resistieve ovens voor het drogen en verhitten van materialen. Maar eerlijk gezegd zijn dit apparaten erg energie-intensief. Als we echt serieus willen zijn over het bereiken van koolstofneutraliteit, moeten we stoppen met zoveel energie te verspillen.
Hier komt IR-verwarming om de hoek kijken.
De fysica achter IR-verwarming
Stel je voor hoe een traditionele oven werkt: hij verwarmt de lucht, die vervolgens de ruimte verwarmt, en uiteindelijk ook de wafer. Dit is inefficiënt. IR-verwarming werkt anders: het gebruikte straling bereikt rechtstreeks het oppervlak van de wafer. Door alleen de wafer te verwarmen en de wanden van de ruimte te negeren, bespaar je niet alleen tijd, maar ook energie. Hierdoor wordt het koolstofvoetafdruk effectief kleiner. Dat is logisch.
Het gaat om feedback
Een lamp op zichzelf is geen wondermiddel. De efficiëntie hangt af van het systeem dat hem bedient. We gebruiken precisie-IR-sensoren om de oppervlaktetemperaturen in real-time bij te houden. Deze sensoren communiceren met de PID-controller, die de stroomsterkte automatisch aanpast. Als de wafer sneller de gewenste temperatuur bereikt dan verwacht, past het systeem de stroomsterkte onmiddellijk aan. Er is geen risico op overtollige energieverbruik.
De nadelen (want er zijn altijd nadelen)
IR-lampen met hoge intensiteit leveren veel warmte op. Hierdoor kan de wafer zeer snel worden verhit. Je kunt meer wafers per uur verwerken, wat een grote verbetering is voor de productiviteit. Maar er zijn ook nadelen: al die warmte zorgt voor veel druk op de lampen. Je moet de koelingssystemen goed instellen. Als je het koelsysteem verwaarloost, gaan de lampen eerder kapot of beginnen de sensoren fouten te vertonen. Het is een kwestie van balans vinden.
Wat dit betekent voor een ‘groene fabriek’
Als je overstapt op IR-verwarming, neemt de energieverbruik drastisch af. Het voelt anders als je alleen het product verhit en niet de hele ruimte.
Het beste is dat dit voor de meeste bestaande systems gemakkelijk kan worden toegepast. Zolang de elektrische installatie het aankan, kun je dit systeem gebruiken zonder dat je de hele productielijn hoeft te veranderen.