Riduzione delle emissioni di carbonio nelle fabbriche di wafer: la verità sull’uso del riscaldamento a infrarossi
Siamo onesti: gli strumenti utilizzati nella produzione di semiconduttori consumano davvero molta energia. Se si considera l’impronta di carbonio prodotta da queste fabbriche, il maggior consumo di energia avviene proprio per motivi legati al riscaldamento. Per anni si è semplicemente riscaldato l’intera camera a vuoto, come se fosse un forno gigante; in pratica, era come riscaldare tutta la casa solo per scaldare una fetta di pizza.
Passare a sistemi di riscaldamento a infrarossi permette di cambiare questa situazione. Invece di riscaldare tutto, si concentra il calore esattamente dove è necessario per il wafer.
Perché il riscaldamento a infrarossi funziona davvero
Si tratta di luci a onde corte a infrarossi. Queste luci sono estremamente veloci: agiscono sulla superficie del wafer quasi immediatamente non appena si modifica l’intensità della luce stessa. Poiché non si fa affidamento sulla convezione termica, si ottiene una trasmissione diretta dell’energia. Non ci sono più sprechi di energia mentre si aspetta che la camera raggiunga la temperatura desiderata. I tempi di riscaldamento diminuiscono notevolmente.
I limiti (perché ci sono sempre dei limiti)
Il problema è che le luci a infrarossi ad alta potenza generano un calore elevato. Questo calore è utile per il wafer, ma rappresenta un problema per il corpo dell’strumento stesso. Se si utilizza troppa energia, i componenti circostanti subiscono danni. È quindi fondamentale prestare attenzione ai sistemi di raffrescamento. Se tali sistemi non riescono a dissipare il calore, i sensori iniziano a funzionare male. E una volta che questo accade, l’uniformità del processo produttivo va persa.
Come realizzare effettivamente una “fabbrica verde”
Passando al riscaldamento a infrarossi, si smette di combattere contro le leggi della fisica e si inizia a sfruttarle. Limitando lo spettro di emissione alle frequenze che il wafer è in grado di assorbire, si evita lo spreco di energia. Questo approccio è particolarmente utile durante i cicli di riscaldamento e di cura dei wafer. Inoltre, si ottiene una maggiore efficienza produttiva e un minor consumo di energia per ogni chip prodotto. È semplice buon senso applicato in ambito industriale: meno sprechi, più wafer prodotti, e un impatto ambientale molto ridotto.