Снижение уровня углерода в инструментах для обработки пластин с использованием инфракрасного нагрева
Сейчас все говорят о «зеленых фабриках». Это важный аспект при проектировании заводов по производству полупроводников. Одним из самых простых способов снизить уровень выбросов углерода является отказ от использования резистивных нагревателей в пользу инфракрасных ламп.
Вот почему это важно:
Резистивные нагреватели работают довольно неэффективно. Они тратят огромное количество энергии на нагрев всей стенки камеры, прежде чем пластина вообще начнет нагреваться. Это большая трата ресурсов.
Инфракрасные лампы работают иначе. Они направляют электромагнитное излучение прямо на поверхность пластины. Благодаря этому достигается целевая температура гораздо быстрее. Когда сокращается время нагрева, инструмент не нуждается в таком большом количестве энергии со стороны сети.
Еще одной проблемой является избыточное нагревание. При использовании коротковолновых инфракрасных ламп возникает высокая плотность тепла. Это позволяет использовать технологию быстрой термической обработки, не превращая остальные элементы инструмента в источники тепла.
Вот в чем заключается экономия: поскольку рама инструмента остается прохладной, охлаждающим устройствам не нужно прилагать столько усилий для поддержания стабильной температуры. Меньше работы для охлаждающих устройств означает меньше расходуемой энергии на обработку каждой пластины. Это очень выгодно.
Но есть и недостатки. Переход на инфракрасные лампы сопровождается некоторыми сложностями. Эти лампы выделяют огромное количество тепла. Если датчики имеют небольшие ошибки, это может привести к возникновению точек высокой температуры, которые могут повредить пластины. Необходимо использовать пирометры, способные корректно определять эмиссию конкретного материала.
К тому же инфракрасные лампы не работают вечно. Их придется заменять чаще, чем керамические нагреватели. Но это неизбежная плата за такой подход.
В конечном итоге все сводится к понятию «термической инерции». Если мы нагреваем только пластину, а не整个 устройство, мы не тратим лишнюю энергию. Это практический способ достижения целей по снижению уровня углерода, без снижения скорости обработки или ухудшения качества продукции.