Reduzindo as emissões de carbono nas fábricas de semicondutores: por que o aquecimento por radiação infravermelha realmente funciona
Se você quer tornar uma fábrica de semicondutores neutra em termos de emissões de carbono, precisa parar de depender daqueles antigos aquecedores resistentivos. Eles são muito ineficientes.
Ultimamente, temos recorrido a lâmpadas de aquecimento por radiação infravermelha para os equipamentos usados no processamento de wafers. A razão é simples: essas lâmpadas aquecem diretamente o substrato. Não há necessidade de desperdiçar energia tentando aquecer toda a câmara apenas para aquecer o wafer. É uma maneira muito mais eficiente de usar energia.
Tudo se trata de velocidade.
Os sistemas de aquecimento por radiação infravermelha utilizam radiação de onda curta. Em vez de esperar que o ar se aqueça, os fótons atingem imediatamente a superfície do wafer. É rápido. Muito rápido. Podemos configurar esses sistemas para alcançar as temperaturas desejadas em segundos, o que significa que se gasta muito menos energia por wafer.
Além disso, ao substituir os fornos convencionais por sistemas de aquecimento por radiação infravermelha, reduzimos significativamente a massa térmica a ser aquecida. Menos metais pesados significam menos energia gasta para manter as condições ideais.
Mas há um problema: não dá para simplesmente “configurar e esquecer”. Se você quiser alcançar aqueles objetivos ambientais, é preciso evitar que a temperatura exagere. Por isso, colocamos sensores de alta sensibilidade nos equipamentos. Eles criam um sistema de feedback que reduz a energia fornecida assim que o wafer atinge a temperatura desejada. Se o ajuste do PID não for feito corretamente, você não só estará desperdiçando eletricidade, mas também corre risco de danificar o wafer. E ninguém quer isso.
O custo-benefício que você precisa conhecer.
Essas lâmpadas de alta densidade são muito eficazes, o que é ótimo para aumentar a produtividade. Mas elas exercem grande pressão sobre os sistemas de resfriamento. Você não pode simplesmente colocá-las em equipamentos antigos esperando que funcionem bem. Os sistemas de refrigeração precisam ser robustos o suficiente para lidar com o calor concentrado ao redor das lâmpadas. Caso contrário, o quadro do equipamento pode começar a se deformar.
Vemos os melhores resultados em projetos de “Fábricas Verdes”, onde as fábricas substituem os sistemas de aquecimento antigos por arrays de radiação infravermelha. Provavelmente, essa é a maneira mais eficaz de reduzir a pegada de carbono, sem prejudicar a produção.