Сокращение выбросов углерода на предприятиях по производству полупроводников: правда о использовании инфракрасного нагрева
Давайте будем честными — оборудование для производства полупроводников потребляет огромное количество энергии. Если посмотреть на объем выбросов углерода на таких предприятиях, то основные потери происходят именно из-за неэффективного использования тепла. На протяжении многих лет мы просто нагревали всю вакуумную камеру, как огромную печь. Это все равно что нагревать весь дом только для того, чтобы разогреть один кусочек пиццы.
Переход на использование инфракрасных ламп меняет ситуацию. Вместо нагрева всей камеры тепло поступает именно туда, где это необходимо — на поверхность пластины.
Почему инфракрасный нагрев работает так эффективно
Дело в коротковолновых инфракрасных лампах. Они работают очень быстро. Тепло достигает поверхности пластины почти мгновенно, как только изменяется мощность нагрева. Поскольку не используется конвекция, происходит прямая передача энергии. Не нужно тратить киловатты энергии впустую в ожидании, пока камера достигнет нужной температуры. Время подготовки оборудования значительно сокращается.
Недостатки (ведь их всегда бывает)
Проблема в том, что высокомощные инфракрасные лампы создают очень высокую температуру. Это отлично для пластины, но это проблема для самого оборудования. Если через эти лампы подается большое количество энергии, окружающее оборудование испытывает серьезные нагрузки. Необходимо тщательно контролировать системы охлаждения. Если система охлаждения не может справиться с таким количеством тепла, датчики начинают давать некорректные значения. А это приводит к снижению качества продукции.
Как сделать производство более экологичным
Используя инфракрасный нагрев, мы перестаем противостоять законам физики и начинаем ими пользоваться. Сужая спектр излучения до уровня, который действительно поглощается пластиной, мы избегаем лишней траты энергии. Это особенно важно в процессах высушивания и обработки пластин. Кроме того, это позволяет ускорить процесс производства и снизить расход энергии на производство одной пластины. Это просто здравый смысл, примененный на производстве. Меньше отходов, больше пластин, и гораздо меньший уровень выбросов.