Redukcja emisji dwutlenku węgla w narzędziach do obróbki płyt krzemowych za pomocą podgrzewania w zakresie fal podczerwonych
Wszyscy teraz mówią o „zielonych fabrykach”. To główny trend w projektowaniu zakładów produkujących półprzewodniki. Jednym z najprostszych sposobów na zmniejszenie śladu węglowego jest rezygnacja z tradycyjnego podgrzewania opartego na rezystorach i zastąpienie go lampami podczerwonymi.
Dlaczego to ważne?
Rezystory to dosyć nieefektywny sposób podgrzewania. Tracą mnóstwo energii na ogrzewanie całej ściany komory, zanim płyta krzemowa w ogóle poczuje efekt podgrzewania. To straty energii.
Lampy podczerwone działają inaczej – wysyłają promieniowanie elektromagnetyczne bezpośrednio na powierzchnię płyty krzemowej. Dzięki temu osiąga się pożądaną temperaturę znacznie szybciej. Gdy skróci się czas potrzebny na podgrzanie, narzędzie nie musi długo pobierać dużych ilości energii z sieci elektrycznej.
Kolejnym problemem jest nadmiar ciepła. Gdy używamy lamp podczerwonych o krótkich falach, uzyskujemy wysoką gęstość ciepła. Dzięki temu możemy realizować procesy obróbki przy wysokich temperaturach, bez konieczności nagrzewania pozostałych elementów narzędzia.
To właśnie tutaj kryją się potencjalne oszczędności. Ponieważ ramy narzędzia pozostają chłodniejsze, chłodziarki nie muszą pracować tak ciężko, aby utrzymać stabilną temperaturę. Mniej pracy dla chłodziarek oznacza mniej zużytej energii na jedną płytę krzemową. To wygranie dla wszystkich.
Ale nie wszystko jest idealne. Przejście na lampy podczerwone wiąże się z pewnymi trudnościami. Te lampy wytwarzają dużo ciepła. Jeśli czujniki nie będą precyzyjne, można mieć problemy z deformacją płytek krzemowych. Konieczne jest użycie pirometrów, które faktycznie potrafią mierzyć emisyjność danego materiału, aby utrzymać wszystko pod kontrolą.
Ponadto lampy te nie trwają wiecznie. Będzie trzeba je częściej wymieniać niż ceramiczne grzałki. To po prostu taka cena za korzyści.
Ostatecznie chodzi o „inercję cieplną”. Poprzez celowane podgrzewanie samej płyty krzemowej, unikamy marnowania energii. To praktyczny sposób na osiągnięcie celów związanych z neutralnością klimatyczną, bez spowolnienia procesu produkcji czy pogorszenia jakości produktów.