Snižování uhlíkové stopu v čistých místnostech pomocí infračerveného záření
Pokud jste někdy strávili čas v továrnách na výrobu polovodičů, znáte problémy spojené s tradičními konvekčními ohřívači. Jsou velmi náročné na energii. Proč? Protože spotřebují obrovské množství energie pouze na ohřev vzduchu v komoře, než si wafér vůbec uvědomí jakoukoliv změnu teploty. Je to plýtvání energií.
Našli jsme lepší způsob. Místo ohřevu vzduchu používáme infračervené záření k přímému ohřevu waféru nebo podkladu. Jde o jednoduchou změnu, ale díky ní se snižuje energetická náročnost a tím i uhlíková stopa zařízení.
Jak to vlastně funguje
Představte si to jako vstup do slunce v chladný den. Nemusíte čekat, až se vzduch kolem vás ohřeje – horko cítíte okamžitě na kůži.
Infračervené ohřívače fungují stejným způsobem, ale s elektromagnetickým zářením. Už není potřeba čekat na „ohřevové období“. Protože energie přichází přímo na cíl, spotřebujete mnohem méně kilowatthodin za cyklus. Méně energie znamená méně emisí. Jednoduše.
Realita čistých místností
Samozřejmě nemůžete prostě do čisté místnosti umístit jakoukoliv topnou lampu. Výdej plynů a částic je totiž katastrofální.
Aby vše zůstalo čisté, všechno balíme do vysoce čistého křemene. Tím udržujeme kontaminanty daleko od procesní zóny. Jelikož tyto systémy obvykle pracují s velkými podklady, používáme k jejich provozu vysokonapěťové zařízení, abychom dosáhli husté a konzistentní teploty.
Jedna rada: musíte zvolit správnou vlnovou délku. Zda zvolíte krátkovlnné, středněvlnné nebo dlouhovlnné infračervené záření, záleží na vašem materiálu. Krátkovlnné infračervené záření proniká hlouběji do podkladu, což urychluje proces ohřevu.
Kompromisy (protože nic není dokonalé)
Infračervené záření samozřejmě není kouzelná hůlka. I když šetříte energii na ohřevu, tyto vysoce husté lampy vytvářejí velké množství tepla v konkrétních oblastech. Pokud vaše chladičské systémy nejsou dostatečně účinné, budete cítit ten „nadměrný žár“. Pokud je chlazení příliš slabé, senzory začnou selhávat, a to je právě ten okamžik, kdy vše začne být problematické.
Tajemství spočívá v rozdělení komory na samostatné infračervené zóny. Tímto způsobem neuvádíte teplo do oblastí, které ho nepotřebují. Právě tak dochází k skutečné úspoře uhlíku – energie se používá pouze tam a tehdy, kdy je to opravdu potřeba.