Снижение углеродных выбросов на заводах по производству полупроводников: почему инфракрасное нагревание действительно эффективно
Давайте будем честны: производство полупроводников — это процесс, требующий огромных затрат на энергию. При управлении тепловыми процессами в стерильной среде счета за электроэнергию становятся просто огромными, а углеродный след ещё хуже.
Большинство из нас привыкло к использованию традиционных конвекционных печей или резистивных нагревателей. Но существует более эффективный способ нагрева — использование инфракрасных ламп.
С традиционными нагревателями всё происходит так: сначала нагревается воздух, а затем эта теплота должна передаться на пластину. Это крайне неэффективно. Вы тратите деньги на нагрев всей комнаты лишь для того, чтобы довести до нужной температуры небольшой кусочек кремния. Кроме того, система отопления и кондиционирования должна работать усерднее, чтобы снова снизить температуру. Это просто пустая трата денег.
Инфракрасные лампы работают иначе: они используют электромагнитное излучение для прямого нагрева поверхности пластины. Нет необходимости нагревать воздух. В результате температура поднимается гораздо быстрее. Тепло не распространяется по всей комнате, а направляется именно туда, где это необходимо.
Конечно, нельзя просто поместить инфракрасную лампу в производственную среду. Здесь важна чистота — поэтому мы используем корпуса из высокочистого кварца. Это предотвращает выделение газов и загрязнение продукции. К тому же эти лампы обеспечивают высокую мощность при небольших размерах. Их можно разместить прямо в вакуумной камере или инструментах для обработки пластин, без необходимости использования больших помещений.
Но я должен быть честны: это не волшебное решение для всех случаев. Инфракрасные лампы создают интенсивное локальное нагревание. Если вы работаете с очень тонкими пластинами или с материалами, которые требуют особого отношения, вы можете легко повредить поверхность пластины, прежде чем остальная часть материала нагреется. Необходимо точно настроить контроллеры и датчики. Если это сделать неправильно, пластины могут быть повреждены.
Тем не менее, с точки зрения «зеленых заводов», это огромный преимущество. Когда вы перестаете использовать огромные резистивные нагреватели, системы охлаждения могут наконец „дышать“. Мы видели, что выбросы типа Scope 2 значительно снижаются при замене старых нагревателей на инфракрасные лампы.
Это простое решение: вы достигаете своих целей по снижению углеродных выбросов, экономите на электроэнергии, и при этом не нужно разрушать всю производственную линию.