Snižování uhlíkových emisí při výrobě čipů pomocí infračerveného ohřevu
Pokud jste někdy strávili čas v čisté místnosti, víte, s jakými problémy se člověk potýká. Potřebujete teplo – a to přesně takové množství. Ale poslední věc, kterou chcete, je vznik prachu. Proto se spoléháme na infračervené (IR) ohřevové lampy.
Místo foukání horkého vzduchu – což je vlastně jen způsob, jak přenést částice na povrch waferů – využívají IR lampy záření. Jedná se o přímou cestu energie. Žádný vítr, žádný nepořádek, žádný kontaminovaný křemík.
Fyzika zaobalená bez nudných detailů
Představte si tradiční pec s forced-air systémem. Je to staromódní řešení. Plýtvá obrovským množstvím energie jen proto, aby vytopila vzduch v celé místnosti.
IR lampy jsou jiné. Zaměřují se přímo na samotný substrát. Díky použití krátkovlnného nebo střednovlnného infračerveného záření můžeme dosáhnout požadované teploty během sekund, nikoli minut.
Je to rychlé. Opravdu rychlé.
A to změňuje vaše náklady na energii. Při návrhu „zelené“ továrny chcete eliminovat „termickou setrvačnost“ – ten otravný problém, kdy zařízení jen tak spotřebovává elektřinu, zatímco se zahřívá.
Složitosti: integrace
Nepřipevníme prostě žárovku do krabice. Tyto lampy musí být extrémně čisté. Pokud je na křemenném vláknu nějaký zbytek, může se přesunout na povrch křemíku během procesu. To je noční můra. Proto používáme vysoce čisté křemenné obaly, abychom udrželi vše sterilní.
Ale tu je problém: infračervené záření je velmi intenzivní. Pokud je váš wafer o pár milimetrů mimo správnou polohu, můžete mít lokální body s vysokou teplotou. Jedna chyba a vašeho substrátu se dotkne velké škody. Proto se spoléháme na přesné PID regulátory a velmi pečlivě nastavenou vzdálenost ohniska. Jde o to najít ten správný kompromis.
Co to ve skutečnosti znamená pro planetu
Když přejdete na infračervený ohřev, celá velikost vaší ohřívací jednotky se zmenší. Zařízení je menší, což znamená více prostoru na podlaze. A co je důležitější, vaše HVAC systém nemusí tak tvrdě pracovat na ochlazování místnosti.
Skutečný úspěch nastává během procesů zasychání a vytvrzování. Místo toho, abyste měli obrovskou pec rozehřátou 24/7 „pro jistotu“, zapnete infračervenou lampu pouze tehdy, když je tam opravdu součástka. Ohřev na požadavek.
To je právě to, díky čemu ušetříte uhlík. Přestanete platit za teplo, které vlastně nepoužíváte. Je to prosté.