Reduzindo as emissões de carbono na sala limpa: uma maneira mais eficiente de aquecer os wafers
Sejamos honestos quanto à fabricação de semicondutores: é um processo que consome muita energia. Na maioria das vezes, dependemos do aquecimento por resistência, o que significa aquecer toda a câmara para que o wafer atinja a temperatura desejada. Isso é um desperdício de energia. É como aquecer toda a casa só para esquentar uma única fatia de pizza.
É aí que entra em jogo o aquecimento por infravermelhos compatível com vácuo. Em vez de aquecer o ar (ou a falta dele), o calor é direcionado diretamente para o wafer. É uma maneira mais eficiente de trabalhar, e isso realmente ajuda a reduzir a pegada de carbono da fábrica.
A física por trás disso
Quando se trabalha em vácuo, não se pode contar com a convecção. Restam apenas a radiação e a condução de calor. Nós projetamos nossas lâmpadas de infravermelhos para emitir radiação de onda curta, que penetra profundamente no substrato. O resultado? As temperaturas desejadas são alcançadas muito mais rapidamente. As máquinas passam menos tempo paradas e mais tempo produzindo. Além disso, como essas lâmpadas de alta potência são compactas, todo o conjunto fica menor. Você obtém toda a energia necessária sem precisar de equipamentos volumosos.
Construindo fábricas mais sustentáveis
Se você quer alcançar a neutralidade carbônica, precisa eliminar esses “gastos energéticos desnecessários” – aquela energia que é desperdiçada enquanto esperamos que as máquinas estejam prontas para funcionar. O aquecimento por infravermelhos é quase instantâneo. Não é preciso gastar horas pré-aquecendo o forno; basta acionar o interruptor e a temperatura desejada é alcançada em segundos.
Usamos invólucros de quartzo e filamentos de halogênio para garantir que a energia atinja exatamente as faixas de frequência que o material absorve. A energia vai para o wafer, e não para as paredes da câmara. Faz todo sentido.
As desvantagens (e como resolvê-las)
Há um trade-off: o aquecimento por infravermelhos de alta intensidade gera muito calor nas extremidades das lâmpadas. Se você optar por um sistema de alta potência para acelerar os processos, não pode negligenciar os sistemas de resfriamento. Se esses conectores esquentarem demais, os filamentos vão queimar precocemente. É uma solução simples, mas que precisa ser bem implementada.
No final das contas, mudar para o aquecimento por infravermelhos reduz significativamente a quantidade de energia consumida por cada wafer. É uma maneira simples de tornar sua sala limpa mais sustentável, sem diminuir a produtividade.