Het verminderen van de koolstofuitstoot in een halfgeleiderfabriek: waarom IR-verwarming werkt
Als je wilt dat een halfgeleiderfabriek koolstofneutraal wordt, moet je goed kijken naar het droogproces. Dit proces vereist veel energie. De meeste ouderwetse convectieovens blazen gewoon hete lucht overal heen, zodat de hele kamer op temperatuur komt te staan – alleen maar om een paar wafers te drogen. Dat is verspilling.
Wij hebben een betere manier gevonden: gerichte infraroodverwarming.
Hoe de fysica werkt
In plaats van de lucht op te warmen, gebruiken we kortegolf-infraroodlampen. De energie gaat rechtstreeks naar het oppervlak van de wafer. Er is geen tussenlaag nodig; de ruimte hoeft niet op temperatuur te worden gebracht. De straling raakt de vochtigheid en deze verdwijnt meteen. Het gebeurt bijna onmiddellijk. Omdat je niet hoeft te wachten tot de lucht de juiste temperatuur heeft bereikt, bespaar je veel energie. De opwarmtijd is korter en er wordt geen elektriciteit verbruikt terwijl de machine stilstaat.
De juiste instellingen bepalen
Je kunt niet zomaar een paar lampen vervangen en denken dat het klaar is. Dat is een beginnersfout. Je moet de vermogen en golflengte aanpassen aan het specifieke materiaal dat je gebruikt. Als de golflengte niet overeenkomt met de manier waarop watermoleculen energie opnemen, ga je eigenlijk alleen maar de metalen behuizingen van de machine opwarmen. Dat is geen efficiënte manier van werken; het is net alsof je een ruimtemaat gebruikt.
We besteden veel tijd aan het afstemmen van de emissiematerialen. Het doel is eenvoudig: de energie moet naar het water gaan, nergens anders heen. Hoe sneller het droogproces verloopt, hoe minder energie de lampen verbruiken. We houden bij hoeveel kWh er per wafer wordt verbruikt, want uiteindelijk is dit het enige cijfer dat aantoont dat de uitstoot daadwerkelijk afneemt.
De echte uitdagingen
Het is natuurlijk niet allemaal magie. Infraroodverwarming genereert veel hitte. Dat is goed voor de productiecapaciteit, maar het kan een probleem vormen voor het koelsysteem als je er niet klaar voor bent. Als het gekoelde water niet in staat is om de hitte die wordt geproduceerd door de lampen te verwerken, zal het proces instabiel worden. Je moet dus een balans vinden tussen energiebesparing en effectieve koeling. We zijn alleen geïnteresseerd in het nettoresultaat. Als het totale energieverbruik lager is, heb je gewonnen. Al het andere is onbelangrijk.