Kohlenstoffverbrauch in der Halbleiterfabrik reduzieren: Warum Kohlenstofffaser-Infrarotlampen tatsächlich funktionieren
Wer schon einmal in einer Halbleiterfabrik gearbeitet hat, weiß um die Schwierigkeiten bei der Temperaturregulierung. Es handelt sich dabei um ein ständiges Kampf gegen unerwünschte Temperaturunterschiede. Lange Zeit haben wir auf herkömmliche Widerstandsheizungen oder Gasöfen zurückgegriffen – doch diese verbrauchen enorm viel Energie.
Deshalb wandeln wir uns nun zu Kohlenstofffaser-Infrarotlampen um. Anstatt die Luft um das zu beheizende Bauteil zu erwärmen – was Zeit und Energie verschwendet – leiten diese Lampen die Wärme direkt auf das Zielobjekt über. Das ist eine viel effizientere Methode zur Beheizung in der Fabrik.
Das Geheimnis liegt im Filament
Die meisten Lampen verwenden Metallspulen. Unsere Lampen hingegen nutzen einen Kohlenstoffkern, der in einer speziellen keramischen oder Quarzscheide eingehüllt ist. Dadurch können sie hohe Betriebstemperaturen erreichen, ohne dabei große Mengen an Energie aus dem Netz zu ziehen.
Wir konzentrieren uns auf Kurz- und Mittelwellenstrahlung. Mit anderen Worten: Die Energie trifft direkt auf das Wafer bzw. Substrat. Es wird keine Energie mehr verschwendet, um den Gehäusekörper oder die Luft im Raum zu erwärmen. Die Energie geht genau dorthin, wo sie benötigt wird.
Was das für Ihre Kennzahlen bedeutet
Der größte Vorteil ist die kurze Aufwärmzeit: Von „aus“ auf „bereit“ in Sekunden – nicht in Stunden. Wenn man sich die Energiekosten pro Wafer ansieht, ist die Einsparung enorm. In einer Fabrik mit hohem Produktionsvolumen führt das zu einer erheblichen Reduzierung der Gesamtlast auf dem Stromnetz.
Außerdem sind diese Systeme für schnelles Schalten konzipiert. Man kann die Heizleistung fast sofort erhöhen oder ausschalten. Diese Präzision verhindert, dass die gewünschte Temperatur überschritten wird – was sonst dazu führt, dass Energie verschwendet wird und ganze Charge von Wafern zerstört werden.
Realitätscheck
Es ist nicht so einfach, einfach nur eine Glühbirne auszutauschen und weiterzumachen. Kohlenstofffaser ist etwas empfindlich. Wenn das Gehäuse zu stark vibriert oder die Befestigungen nicht richtig sitzen, kann das Filament beschädigt werden. Zudem erzeugen diese Lampen viel Wärme in einem kleinen Raum – daher muss man darauf achten, dass die Kühlung ausreichend ist. Andernfalls entstehen heiße Stellen in dem Reinraum.
Wir installieren diese Lampen in der Regel als Ersatz für die altmodischen Heizsysteme. So können Fabriken ihre Ziele bezüglich des Null-Emissionen-Ziels erreichen, ohne die gesamte Produktionsanlage abreißen und neu aufbauen zu müssen.