Kohlenstoffeinsparung in der Produktion: Warum臭氧freies Infrarotlicht sinnvoll ist
Bei der Herstellung von Halbleitern spielt die Wärme eine entscheidende Rolle. Man benötigt sie – und zwar in präziser Menge sowie schnell. Doch seit langem war die Art und Weise, wie wir dies erreicht haben, eher unsauber.
Die meisten Heizsysteme nutzen schwere Konvektionsverfahren oder Lampen, die Ozon erzeugen. Das klingt erstmal gut – bis man merkt, dass Ozon eine echte Herausforderung bei der Handhabung darstellt. Man muss viel Geld und Energie in Abscheideanlagen sowie leistungsstarke Belüftungssysteme investieren, nur um die Luft sauber zu halten. Es handelt sich dabei um zusätzliche Geräte, die nötig sind, um ein Problem zu lösen, das ursprünglich durch die Lampen entstanden ist.
Hier ist der Trick:
Standard-Infrarotlampen arbeiten im Bereich von 185 nm bis 254 nm. Diese Wellenlängen zerlegen Sauerstoffmoleküle und erzeugen somit Ozon. Um das zu verhindern, verwenden wir Quarzkapseln mit speziellen Beschichtungen. Das funktioniert wie ein Filter: Er blockiert die „schädlichen“ UV-Wellenlängen, die Ozon erzeugen, lässt aber die Wärme durch.
Sobald das Ozon beseitigt ist, können die energieintensiven Abgasentsorgungssysteme sowie die komplizierten Ozonzerstörungsgeräte weggelassen werden. Dadurch sinkt der Stromverbrauch pro Wafer erheblich. Das ist sowohl gut für den Planeten als auch für die Stromrechnung.
Aber es ist kein „Wunder“ – es gibt einen Haken:
Diese Lampen sind äußerst leistungsfähig. Sie leiten die Wärme genau dorthin, wo sie benötigt wird – auf das Substrat – anstatt sie nutzlos im ganzen Maschinengehäuse zu verteilen. Das geht sehr schnell. Doch da so viel Leistung durch einen kleinen Kanal geleitet wird, wird die Lampe extrem heiß. Wenn man die Kühlsysteme nicht richtig einstellt, kann das zu Problemen führen. Weniger Luftzug bedeutet, dass die Glühfäden verbrennen können. Es handelt sich dabei um einen einfachen Kompromiss: Man erhält hocheffiziente Lösungen – doch man muss sicherstellen, dass die Kühlsysteme mithalten können.
Der Umstieg
Das Beste daran: Für die meisten bestehenden Systeme handelt es sich dabei um einen einfachen Ersatz. Man muss die gesamte Anlage nicht neu aufbauen. Man muss auch nicht mehr mit chemischen Reinigungsmitteln arbeiten.
Wenn Menschen von „grünen Fabriken“ sprechen, klingt das oft kompliziert. Doch das ist einfach nur gesunder Menschenverstand: Weniger Peripheriegeräte bedeuten weniger Energieverbrauch. Weniger Energieverbrauch bedeutet wiederum einen geringeren Platzbedarf. Es handelt sich dabei um einfache Rechenregeln, die in der Praxis funktionieren.