הפחתת פליטות הפחמן במפעלי ייצור שבבים: מדוע חימום באמצעות קרינת אינפרא-אדומה אכן יעיל
בואו נהיה כנים לגבי תהליכי ייצור שבבים – זהו תהליך צריכת אנרגיה אדירה. כשמנהלים תהליכים תרמיים בחדרים נקיים, החשבונות על אנרגיה הופכים לעצומים, ופליטות הפחמן גדלות עוד יותר.
רובנו רגילים לשימוש בתנורים רגילים או במחממים חשמליים. אך יש דרך טובה יותר לחימום – באמצעות נורות אינפרא-אדומה.
הבעיה עם שיטות החימום הרגילות היא שהאוויר מתחמם קודם, ורק אחר כך נקווה שהאוויר הזה יחמם את השבב. זו שיטה מאוד לא יעילה – אנו בעצם משלמים כסף רב כדי לחמם את כל החדר, רק כדי שחתיכה קטנה של סיליקון תגיע לטמפרטורה הנכונה. לאחר מכן, מערכת האוורור צריכה לעבוד קשה כדי לקרר את החדר שוב. זו שיטה של בזבוז כסף.
לעומת זאת, נורות אינפרא-אדומה פועלות אחרת – הן משתמשות בקרינה אלקטרומגנטית כדי לחמם את השבב ישירות. אין צורך בחימום האוויר. התוצאה? השבב מתחמם הרבה יותר מהר. אין יותר בזבוז אנרגיה, והאנרגיה מופנית ישירות למקום הנכון.
כמובן, אי אפשר פשוט להכניס נורות אינפרא-אדומה לחדרי הייצור – החלקיקים באוויר עלולים לפגוע בשבבים. כדי לשמור על ניקיון החדרים, אנו משתמשים במעטפות קוורץ באיכות גבוהה. זה מונע פליטות ומונע זיהום שעלול לפגוע באיכות השבבים. בנוסף, נורות אינפרא-אדומה יעילות מאוד – ניתן להכניס אותן לתוך תאי הוואקום או לכלי העבודה עם השבבים, מבלי לצרוך שטח גדול.
אך עליי להיות כנה – זו לא פתרון קסם לכל מצב. נורות אינפרא-אדומה יוצרות חום עז, אך אם מעבדים שבבים דקים מאוד או חומרים רגישים, עלולה להיווצר פגיעה בשטח השבב לפני שהחומר כולו מתחמם. יש צורך להגדיר את המערכות שליטה בצורה מדויקת. אם לא עושים זאת, עלולים לפגוע בשבבים.
עם זאת, מנקודת מבט של “מפעלים ירוקים”, זו פתרון מצוין. כשאין צורך במחממים גדולים, מערכות הקירור יכולות סוף סוף לעבוד ביעילות. ראינו שפליטות הפחמן יורדות באופן משמעותי כשמחליפים את המחממים הרגילים בנורות אינפרא-אדומה.
זו דרך פשוטה להשיג את היעדים הסביבתיים, לחסוך באנרגיה, ובלי להרוס את כל תהליכי הייצור.