Reduzindo as emissões de carbono nas fábricas de wafers: A verdade sobre o aquecimento por infravermelhos
Sejamos honestos – as ferramentas utilizadas na produção de semicondutores consomem uma enormidade de energia. Se analisarmos a pegada de carbono de uma fábrica de wafers, veremos que o maior desperdício acontece no que diz respeito ao uso de energia térmica. Durante anos, tivemos que aquecer toda a câmara de vácuo, como se fosse um forno gigantesco. Isso é, basicamente, o mesmo que aquecer toda a casa só para aquecer um pedaço de pizza.
A mudança para sistemas de iluminação por infravermelhos direcionados muda essa situação. Em vez de aquecer tudo ao redor, o calor é direcionado exatamente para onde o wafer precisa.
Por que o infravermelho funciona tão bem
Isso se deve aos feixes de luz de onda curta emitidos pelas lâmpadas de infravermelho. Essas lâmpadas são muito rápidas. Elas atingem a superfície do wafer quase imediatamente, assim que a potência é ajustada. Como não há necessidade de usar o processo de convecção, há uma transferência direta de energia. Não há mais desperdício de energia enquanto se espera que a câmara atinja a temperatura desejada. Os tempos de aquecimento diminuem drasticamente.
O lado negativo (pois sempre há um)
O problema é que as lâmpadas de alto poder geram muita temperatura. Essa alta densidade de calor é útil para o wafer, mas representa um grande desafio para o chassi da máquina. Se muita energia for aplicada nessas lâmpadas, os componentes ao redor serão danificados. É preciso ter muito cuidado com os sistemas de resfriamento. Se os sistemas de resfriamento não conseguirem dissipar esse calor, os sensores começarão a dar erros. E, assim, a uniformidade do processo fica comprometida.
Como tornar a “fábrica verde” uma realidade
Ao usar o infravermelho, paramos de lutar contra as leis da física e passamos a aproveitá-las. Ao limitar o espectro de emissão para que ele corresponda ao que o wafer realmente absorve, deixamos de desperdiçar energia nas paredes da máquina. Isso acontece principalmente durante os ciclos de secagem e固化 dos wafers. Além disso, obtém-se um maior rendimento e menos consumo de energia por chip. É simplesmente bom senso aplicado à produção industrial. Menos desperdício, mais wafers produzidos, e uma pegada ecológica muito menor.