Die richtige Trocknung der Wafer – ohne Energieverschwendung
Beim Trocknen von Wafern kommt es letztendlich darauf an, wie man mit der Wärme umgeht. Die meisten verwenden IR-Lampen – doch hier ist das Geheimnis: Die Lampe ist nur die halbe Lösung. Der eigentliche „Zauber“ liegt bei den Reflektoren.
Wenn man nicht vorsichtig ist, geht eine Menge dieser teuren Energie einfach verloren. Es ist, als würde man den ganzen Raum aufheizen, nur um eine Tasse Kaffee zu erwärmen. Das ist weder gut für die Rechnung noch für den Planeten.
Jeden Watt optimal nutzen
Man kann sich den Reflektor als Mittel vorstellen, um Energieverschwendung zu vermeiden. Anstatt zuzulassen, dass die IR-Lampe Wärme in alle Richtungen abgibt, werden die Reflektoren verwendet, um die Energie zurückzuleiten und direkt auf den Siliziumkern zu lenken.
Es handelt sich dabei um einen einfachen Trick – doch dadurch kann die nutzbare Energie um das Doppelte erhöht werden, ohne dass man mehr Energie aus dem Netz beziehen muss. Wenn die Reflexion richtig eingestellt ist, kann man die Leistung reduzieren und trotzdem die gewünschte Temperatur erreichen.
Der Kampf gegen Wärme und Materialien
Die Auswahl des richtigen Materials ist schwierig. Goldbeschichtete Substrate sind hervorragend, denn sie können hohe Wellenlängen im IR-Spektrum handhaben und oxidieren nicht. Dann gibt es noch hochreines Aluminium, das meist für kurzwellige Anwendungen verwendet wird.
Aber es gibt ein Problem: Wärme bewirkt, dass sich Materialien verformen. Wenn das Gehäuse nicht dazu geeignet ist, die Temperatur der Lampe zu ertragen, verformt sich das Metall. Selbst eine kleine Verformung kann dazu führen, dass auf dem Wafer „Kaltstellen“ entstehen. Das führt wiederum dazu, dass viele Wafer unbrauchbar werden.
Realistischer Ansatz zur Reduzierung des Kohlenstofffootprints
Um in einer Halbleiterfabrik umweltfreundlicher zu arbeiten, braucht man keine Wunderlampen oder fancy Begriffe. Es geht einfach um Grundlagen der Physik.
Indem man den Fokuspunkt des IR-Strahls genau einstellt, wird Energie verschont, die sonst dazu verwendet wird, das Gerät selbst sowie die Luft darum herum zu erhitzen. Zudem ermöglichen bessere Reflektoren, dass die gewünschte Temperatur schneller erreicht wird. Das bedeutet weniger kWh pro Wafer.
Achtung: Wenn man den Fokuspunkt zu stark einschränkt, wird es schnell sehr heiß. Man sollte seine PID-Regler unbedingt überprüfen. Andernfalls könnte die Oberfläche des Wafers beschädigt werden, bevor man überhaupt merkt, was passiert ist.