Kohlenstoffeinsparung und Präzision – die Wahrheit über die Verwendung von Infrarotheizungen in Wafer-Verarbeitungsgeräten Im Moment spricht jeder in der Halbleiterindustrie über „grüne Fabriken“. Das Ziel ist klar: Wir wollen den Kohlenstoffausstoß reduzieren – doch niemand ist bereit, dabei die Produktivität zu opfern. Wenn man nach dem schnellsten Weg sucht, dies in den Wafer-Verarbeitungsgeräten zu erreichen, muss man sich anschauen, wie mit der Heizung umgegangen wird. Der Wechsel von herkömmlichen Widerstandsheizungen zu hochintensiven Infrarotlampen ist in der Regel die beste Lösung. Der Grund dafür ist einfach: Die meisten Standardheizer sind ineffizient. Sie erwärmen den gesamten Raum – was eine enorme Energieverschwendung darstellt. Infrarotlampen hingegen leiten die Energie direkt auf die Oberfläche des Wafers. Durch Anpassung der Wellenlänge an die Eigenschaften des Siliziums oder des Trägers kann man vermeiden, Energie für die Umgebungsluft sowie das Gehäuse des Geräts zu verschwenden. So wird die Arbeit effizienter – pro Wafer werden weniger Kilowattstunden verbraucht, und das summiert sich schnell auf. Außerdem spielt auch die Geschwindigkeit eine wichtige Rolle. Bei der Waferverarbeitung sind schnelle Temperaturänderungen entscheidend. Mit Infrarotlampen erfolgt die Reaktion fast sofort – man kann die Hitze innerhalb weniger Millisekunden steuern. Im Vergleich dazu haben Metallheizplatten einen lästigen „Thermolag“: Es dauert lange, bis sie warm werden, und noch länger, bis sie wieder abkühlen. Wenn man diesen Lag beseitigt, sinken die Bearbeitungszeiten. Dadurch können pro Stunde mehr Wafers bearbeitet werden – und es wird keine Energie verschwendet, um das Gerät bei konstanter Temperatur zu halten. Aber Achtung: Es handelt sich dabei nicht um eine einfache Lösung. Es gibt Herausforderungen. Hochdichte Infrarotlampen enthalten eine große Menge an Energie – man kann sie einfach nicht in ein altes Gerät einbauen. Wenn die Abschirmung nicht ausreichend ist, kann die Strahlung die Sensoren beschädigen oder das Gehäuse verformen. Man muss also vorsichtig mit den Kühlsystemen umgehen. Wenn das Kühlsystem zu schwach ist, können die Elektronikkomponenten beschädigt werden. Es handelt sich dabei um eine leistungsstarke Technologie – aber man muss die Hitze berücksichtigen. Letztendlich gilt: Wenn man den Energieverbrauch in der Fabrik senken will, muss man auf Methoden wie die „Wärmezufuhr“ verzichten. Diese sind einfach zu ineffizient. Wenn man die Lampanordnung optimiert und Sensoren verwendet, die in Echtzeit anzeigen, was vor sich geht, funktioniert das Gerät effizienter. Das führt direkt zu einer Reduzierung der CO2-Emissionen für jeden hergestellten Chip.