Warum wir bei den Öfen in Reinräumen auf Infrarotheizung umsteigen
Wer schon einmal in einer Halbleiterfabrik gearbeitet hat, kennt die Herausforderungen. Es ist notwendig, eine präzise Temperaturregelung zu haben – doch gleichzeitig darf es kein bisschen Staub geben, der eine Charge von Wafern zerstören könnte.
Lange Zeit haben wir uns auf herkömmliche Konvektionsöfen verlassen. Doch das ist ineffizient: Es ist eine Verschwendung von Zeit und Energie, eine ganze Menge Luft zu erhitzen, nur um ein kleines Substrat zu erwärmen.
Deshalb nutzen wir nun Infrarotheizlampen. Anstelle darauf zu warten, dass die Luft heiß wird, trifft das Infrarotlicht direkt auf die Wafer. Das ist schneller und effizienter. Außerdem macht es einfach mehr Sinn.
Reduzierung des Ressourcenverbrauchs
Stellen Sie sich einen herkömmlichen Ofen vor: Ein großer Teil der Energie wird dafür verwendet, die Wände sowie den leeren Raum im Inneren zu erwärmen. Das ist ineffizient. Wir verwenden kurzwellige und mittelwellige Emittoren – diese heizen genau die Materialien, die bearbeitet werden sollen. Man muss nicht gegen die Raumtemperatur ankämpfen; man heizt einfach nur den jeweiligen Bereich auf. Wenn eine Fabrik 24/7 in Betrieb ist, summieren sich die eingesparten Kilowattstunden. Das ist eine einfache Möglichkeit, den CO2-Fußabdruck zu verringern, ohne die Produktivität zu beeinträchtigen.
Erhalt der Sauberkeit
In einem Reinraum ist „gut genug“ keine Option. Es darf keine Lampen geben, die abbröckeln oder seltsame Gase in die Luft freisetzen. Wir verwenden daher Lampen mit Quarzkörpern – diese geben keine Gase ab. Zudem können sie viel Wärme in einem sehr kleinen Raum erzeugen. Dadurch können kleinere Öfen gebaut werden. Und wie jeder Fabrikleiter bestätigen wird: Je weniger Platz man für sterile Bedingungen benötigt, desto einfacher ist die Arbeit.
Die Herausforderungen – und wie man sie bewältigt
Man kann nicht einfach die alten Heizer entfernen und durch Infrarotlampen ersetzen. Infrarotlampen sind nämlich sehr intensiv. Wenn man die Kühlsysteme nicht richtig dimensioniert, kann das Probleme verursachen. Wir haben bereits gesehen, wie konzentrierte Hitzebelastungen dazu führen können, dass Gehäuse verzogen werden oder alle Temperatursensoren auslösen, wenn die Belüftung nicht ausreicht.
Außerdem ist die Hardware nur die Hälfte des Problems. Man braucht außerdem einen intelligenten Steuerkreis. Wir kombinieren unsere Heizer mit PID-Reglern und Pyrometeren, damit die Zieltemperatur nicht überschritten wird. So werden beschädigte Komponenten vermieden. Weniger Schrott bedeutet einen glücklicheren Chef und eine umweltfreundlichere Fabrik.