Stop met het verspillen van warmte: een slimme manier om wafers te drogen
In een halfgeleiderfabriek is het een delicate opgave om vocht van een wafer te halen zonder het product te beschadigen. Het probleem is echter dat veel mensen nog steeds enorme hoeveelheden energie verbruiken, alsof het nog het jaar 1995 is. Als we echt serieus willen zijn over het behalen van de doelstellingen voor ‘groene fabrieken’, moeten we stoppen met zomaar veel warmte te gebruiken en hopen op het beste resultaat.
Daarom hebben we afgezien van de ouderwetse, manuele of analoge oplossingen en zijn we overgestapt op digitale IR-drogers.
De truc voor betere warmtebeheersing
De meeste standaard IR-lampen werken simpelweg in twee standen: ‘aan’ of ‘uit’. Ze leveren warmte af, ongeacht of de wafer die nu echt nodig heeft. Dat is zonde van energie.
In onze digitale controllers gebruiken we PID-algoritmen om dit op te lossen. In plaats van een simplistische aanpak, werkt het meer als een dimmerregelaar die in real-time reageert. Hierdoor kan de hoeveelheid energie precies worden aangepast, zodat er geen onnodige pieken in de temperatuur optreden. Het resultaat is een gelijkmatige temperatuurverdeling.
Het voordeel? Je gebruikt veel minder energie per lading. Simpel gezegd.
De uitdagingen van de hardware
IR-lampen met hoge vermogens vereisen veel energie. Ze belasten de elektrische installaties enorm. We ontwerpen deze controllers zodat ze snel kunnen schakelen, zonder dat de condensatoren kapotgaan of het systeem instort.
Snelheid is hier cruciaal. Als de controller zelfs maar één seconde te langzaam reageert, kan de wafer oververhit raken of moeten de lampen langer branden dan nodig is. Beide situaties zijn niet gewenst.
We gebruiken meestal combinaties van IR-lampen met kortegolflengte, omdat deze sneller doordringen in het materiaal. Er is echter ook een nadeel: kortegolflengten hebben veel invloed op het oppervlak van het materiaal. Je moet dus een balans vinden tussen de vermogensdichtheid en de snelheid waarmee het materiaal wordt vervoerd.
Als je het vermogen verhoogt om de productielijn te versnellen, moeten de koelventilatoren extra hard werken om te voorkomen dat het apparaat oververhit raakt. Het is een compromis: je bespaart tijd op de productielijn, maar je moet meer geld uitgeven aan koeling.
Verminderen van de koolstofvoetafdruk
Uiteindelijk komt het bij het verminderen van de koolstofvoetafdruk in een schone ruimte neer op het energieverbruik.
Digitale controle biedt ons iets wat analoog nooit kon: een ‘slaapmodus’. Wanneer er een pauze is in de productielijn, werkt het systeem niet met 100% vermogen. Het vermogen wordt verminderd.
Het is gewoon basiswiskunde: minder verspilling betekent een kleinere koolstofvoetafdruk.