Reducir las emisiones de carbono en las fábricas de semiconductores: por qué el calentamiento por infrarrojos funciona realmente bien
Si pretendes lograr que una fábrica de semiconductores sea neutra en términos de carbono, debes dejar de depender de esos viejos calentadores resistivos. Son demasiado ineficientes.
Últimamente hemos optado por usar lámparas de calentamiento por infrarrojos para los equipos utilizados en el procesamiento de obleas. La razón es sencilla: estas lámparas calientan directamente la superficie de la oblea. No se desperdicia energía intentando calentar toda la cámara para que solo se caliente la oblea. Es una forma mucho más eficiente de utilizar la energía.
Se trata de la velocidad.
Los sistemas de calentamiento por infrarrojos utilizan radiación de onda corta. En lugar de esperar a que el aire se caliente, los fotones calientan instantáneamente la superficie de la oblea. Es rápido. Muy rápido. Podemos configurar estos sistemas para que alcancen las temperaturas deseadas en segundos, lo que significa que se gastan muchos menos kilovatios por oblea.
Además, al reemplazar los hornos convencionales por sistemas de calentamiento por infrarrojos, se reduce significativamente la masa térmica que hay que calentar. Menos metales pesados que calentar significa menos energía necesaria para mantener todo estable.
Pero aquí está el problema: no se puede simplemente “activar el sistema y dejarlo funcionar sin más”. Si quieres alcanzar esos objetivos ambientales, no puedes permitir que la temperatura supere los límites establecidos. Por eso instalamos sensores de alta respuesta dentro de los equipos. Estos sensores crean un bucle de retroalimentación que reduce la potencia de inmediato cuando la oblea alcanza la temperatura deseada. Si el ajuste del PID no es preciso, no solo se desperdicia electricidad, sino que también existe el riesgo de que la oblea se deforme. Y nadie quiere eso.
El compromiso que debes conocer.
Estas lámparas de alta densidad son muy potentes. Eso es bueno para aumentar la producción, pero también ejercen mucha presión sobre los sistemas de enfriamiento. No puedes simplemente colocarlas en equipos antiguos y esperar lo mejor. Los sistemas de agua refrigerada deben ser lo suficientemente robustos como para manejar el calor generado por las lámparas. De lo contrario, es posible que el marco del equipo comience a deformarse.
Vemos los mejores resultados en proyectos de fábricas verdes cuando se sustituyen los sistemas de calefacción tradicionales por sistemas de calentamiento por infrarrojos. Probablemente sea la forma más efectiva de reducir la huella de carbono sin afectar la productividad.