Koolstof verminderen en precisie verbeteren: de waarheid over IR-verwarming in waferbewerkingsapparaten Iedereen in de halfgeleiderindustrie heeft het momenteel over “groene fabrieken”. Het doel is duidelijk: we willen de koolstofvoetafdruk drastisch verminderen, maar niemand wil afstand doen van de productiecapaciteit. Als je op zoek bent naar de snelste manier om dit te bereiken in je waferbewerkingsapparaten, moet je kijken naar de manier waarop je dingen verwarmt. Het overstappen van traditionele resistieve verwarming naar hoge-intensiteitselectroden met infraroodstraling is meestal de beste optie. Hier is waarom. De meeste standaardverwarmers zijn niet erg efficiënt. Ze verwarmen de hele ruimte, waardoor er veel energie verspild wordt. IR-lampen zijn anders: ze geleiden energie rechtstreeks naar het oppervlak van de wafer. Door de golflengte aan te passen zodat deze overeenkomt met die van silicium of andere materialen, vermijdt men het verspillen van energie aan de omringende lucht en het frame van het apparaat. Het is een efficiëntere manier van werken. Er worden minder kilowattuur verbruikt per wafer, en dat heeft snel effect. Dan is er nog de snelheid. Bij het bewerken van wafern is het belangrijk om snel te kunnen reageren op temperatuurveranderingen. Met IR-verwarming is de reactietijd bijna onmiddellijk. Je kunt de temperatuur in miliseconden verhogen of verlagen. Vergeleken met zware metalen verwarmingplaten hebben IR-lampen geen ‘thermische vertraging’. Ze warmen zich snel op en koelen even snel weer af. Hierdoor kunnen er meer wafern per uur worden verwerkt, zonder dat er extra energie wordt verbruikt om het apparaat op temperatuur te houden. Maar het is niet zo simpel als ‘gewoon inbouwen’. Er zijn wel nadelen. Hoge-intensiteitselectroden met infraroodstraling bevatten veel energie in een klein gebied. Je kunt ze niet zomaar in een oud apparaat stoppen. Als de bescherming niet goed genoeg is, kan de hitte de sensoren beschadigen of het frame vervormen. Je moet dus goed nadenken over het koelsysteem. Als het koelsysteem te zwak is, kunnen je elektronica’s beschadigd raken. Het is een krachtig hulpmiddel, maar je moet rekening houden met de hitte. Uiteindelijk, als je de energieverbruik wilt verminderen, moet je stoppen met het gebruik van inefficiënte methoden. Als je de lampen optimaliseert en sensoren gebruikt die je in real-time vertellen wat er gebeurt, werkt het apparaat efficiënter. Dat leidt tot minder CO2-uitstoot bij elke chip die je produceert.