Reduzindo as emissões de carbono nas ferramentas de processamento de wafers com aquecimento por infravermelho
Todos estão falando sobre “fábricas verdes” atualmente. É uma tendência importante no setor de fabricação de semicondutores. Uma das maneiras mais simples de diminuir a pegada de carbono é parar de depender do aquecimento resistivo e começar a usar lâmpadas de infravermelho.
Aqui está o motivo pelo qual isso é importante:
Os aquecedores resistivos são bastante ineficientes. Eles gastam muita energia para aquecer toda a parede da câmara, antes mesmo que o wafer sinta algum calor. É um desperdício.
As lâmpadas de infravermelho funcionam de maneira diferente. Elas enviam radiação eletromagnética diretamente para a superfície do wafer. Isso permite atingir a temperatura desejada muito mais rapidamente. Ao reduzir esses tempos de aquecimento, a ferramenta não precisa consumir tanta energia elétrica.
Além disso, há também o problema do excesso de calor. Quando usamos lâmpadas de infravermelho de onda curta, obtemos uma alta densidade de calor. Isso nos permite realizar processos térmicos rápidos, sem que os demais componentes da ferramenta fiquem superquentes.
E é aí que está a economia real. Como a estrutura da ferramenta permanece mais fria, os resfriadores não precisam trabalhar tanto para manter tudo estável. Menos trabalho para os resfriadores significa menos quilowatts-hora consumidos por wafer. É uma situação vantajosa para todos.
Mas nem tudo é perfeito. Mudar para lâmpadas de infravermelho traz alguns desafios. Essas lâmpadas emitem uma grande quantidade de calor. Se os sensores estiverem imprecisos, podem surgir pontos quentes que deformam os wafers. É preciso usar pirômetros que consigam medir corretamente a emissividade do material utilizado.
Além disso, essas lâmpadas não duram para sempre. É preciso substituí-las com mais frequência do que um aquecedor cerâmico. É apenas um trade-off.
No final das contas, tudo se resume à “inércia térmica”. Ao focarmos o calor no wafer, em vez de aquecer toda a máquina, evitamos o desperdício de energia. É uma maneira prática de alcançar metas de neutralidade carbônica, sem diminuir a produtividade ou afetar a qualidade dos produtos.