Reduzindo as emissões de carbono em salas limpas com radiação infravermelha
Se você já passou algum tempo em fábricas de semicondutores, sabe como são os fornos convencionais de aquecimento. Eles consomem muita energia. Por quê? Porque gastam uma enorme quantidade de energia apenas para aquecer todo o ar presente na câmara, antes mesmo que o wafer sinta algum efeito do calor. É um desperdício.
Encontramos uma maneira melhor. Em vez de aquecer o ar, usamos radiação infravermelha para aquecer diretamente o wafer ou o substrato. É uma mudança simples, mas que reduz significativamente o consumo de energia e, consequentemente, a pegada de carbono da fábrica.
Como funciona na prática
Pense nisso como entrar ao sol em um dia frio. Você não espera que o ar ao seu redor se aqueça; você sente o calor na pele imediatamente. Os aquecedores infravermelhos fazem o mesmo coisa, utilizando radiação eletromagnética. Não há mais necessidade de esperar por um período de “aquecimento”. Como a energia vai direto para o alvo, é preciso muito menos kilowatt-hora por ciclo. Menos energia significa menos emissões. Ponto final.
A realidade das salas limpas
Claro, não se pode simplesmente colocar uma lâmpada de aquecimento dentro de uma sala limpa. A liberação de gases e partículas é um problema grave. Para manter tudo limpo, envolvemos tudo em quartzo de alta pureza. Isso mantém os contaminantes longe da área de processamento. Como esses sistemas geralmente lidam com substratos grandes, eles funcionam sob alta tensão, para que o calor seja concentrado e uniforme.
Uma dica: é preciso escolher o comprimento de onda correto. Seja ondas curtas, médias ou longas, depende do material utilizado. As ondas curtas penetram mais profundamente no substrato, acelerando assim o processo de aquecimento.
Os custos-benefícios (pois nada é perfeito)
A radiação infravermelha não é uma solução mágica. Embora se economize energia no elemento de aquecimento, essas lâmpadas geram bastante calor localizado. Se o chassi e os sistemas de resfriamento não forem suficientes, você sentirá esse calor excessivo. Se o resfriamento for insuficiente, os sensores começarão a dar erros, e isso vai causar problemas.
O segredo está na divisão do espaço em zonas independentes. Assim, o calor não é distribuído para áreas que não precisam dele. É assim que se consegue realmente reduzir as emissões de carbono – utilizando energia apenas onde e quando é necessário.