Reducir las emisiones de carbono en las salas limpias: Una forma más eficiente de calentar las obleas
Seamos honestos: la fabricación de semiconductores es un proceso que consume mucha energía. La mayoría de las veces, nos hemos basado en el calentamiento por resistencia, lo cual significa calentar toda la cámara para lograr que la oblea alcance la temperatura adecuada. Es un método ineficiente. Es como calentar toda la casa solo para calentar un solo trozo de pizza.
Aquí es donde entra en juego el calentamiento por infrarrojos compatible con el vacío. En lugar de calentar el aire (o su falta), dirigimos el calor directamente hacia la oblea. Es un método más eficiente y que realmente contribuye a reducir la huella de carbono de la fábrica.
La física detrás de todo esto
Cuando se trabaja en condiciones de vacío, no se puede contar con la convección. Solo quedan la radiación y la conducción. Hemos diseñado nuestras lámparas de infrarrojos para que emitan radiación de onda corta que penetra profundamente en el sustrato.
El resultado? Se logran las temperaturas deseadas mucho más rápidamente. Las máquinas pasan menos tiempo en estado de inactividad y más tiempo realizando tareas productivas. Además, como estas lámparas de alta potencia son muy compactas, todo el sistema resulta más pequeño. Se obtiene toda la energía necesaria sin necesidad de equipos voluminosos.
Construir fábricas más ecológicas
Si queremos alcanzar la neutralidad carbónica, debemos eliminar esas “cargas energéticas innecesarias” que se pierden mientras esperamos a que todo esté listo.
El calentamiento por infrarrojos es casi instantáneo. No hay necesidad de pasar horas calentando el horno; basta con encenderlo y en segundos ya está a temperatura operativa.
Utilizamos envoltorios de cuarzo y filamentos de halógeno para asegurarnos de que la energía llegue exactamente a las bandas que absorbe el material. La energía va directamente a la oblea, no a las paredes de la cámara. Es lógico.
Las desventajas y cómo solucionarlas
Existen algunas desventajas. El calentamiento por infrarrojos intensivo genera mucho calor en los extremos de las lámparas. Si se utiliza un sistema de alta potencia para acortar los tiempos de producción, no se puede descuidar el sistema de refrigeración por agua.
Si esos conectores se calientan demasiado, los filamentos se quemarán antes de tiempo. Es una solución sencilla, pero hay que hacerla bien.
Al final, pasar a usar el calentamiento por infrarrojos reduce significativamente la cantidad de kWh consumidos por cada oblea. Es una forma sencilla de hacer que las salas limpias sean más ecológicas, sin disminuir la velocidad de producción.