Сокращение выбросов углерода на производстве: почему инфракрасное нагревание действительно эффективно
Если вы хотите сделать производство полупроводников более экологичным, необходимо отказаться от использования старых резистивных нагревателей. Они слишком тратоэффективны.
В последнее время мы предпочитаем использовать инфракрасные нагревательные приборы для нагрева пластин. Причина проста: они нагревают саму поверхность пластины напрямую. Таким образом не тратится энергия на нагрев всей камеры лишь для того, чтобы разогреть пластину. Это гораздо более рациональный способ использования энергии.
Все дело в скорости.
Инфракрасные системы используют коротковолновое излучение. Фотоны мгновенно попадают на поверхность пластины, без необходимости ожидания, пока нагреется воздух в камере. Это очень быстро. Мы настраиваем эти системы так, чтобы они достигали нужной температуры за считанные секунды. Это позволяет значительно сократить количество потребляемой энергии на одну пластину.
К тому же, если заменить традиционные печи на инфракрасные нагреватели, то уменьшается объем тепловой массы, которую необходимо нагревать. Это снижает расход энергии на поддержание стабильной температуры.
Но есть один недостаток: нельзя просто настроить систему и забыть о ней. Чтобы достичь поставленных целей, необходимо контролировать температуру. Поэтому мы устанавливаем чувствительные датчики прямо в устройство. Они обеспечивают точный контроль температуры, снижая мощность нагревателя как только температура достигает заданного уровня. Если настройка системы неправильная, это приведет не только к потере энергии, но и к деформации пластины. А этого никто не хочет.
Компромисс, о котором стоит знать.
Эти высокоэффективные нагреватели действительно мощные. Это хорошо для увеличения производительности, но при этом возрастает нагрузка на системы охлаждения. Нельзя просто установить их в старое оборудование и надеяться на лучшее. Системы охлаждения должны быть достаточно мощными, чтобы справляться с высокой температурой вокруг нагревателей. В противном случае конструкция оборудования может деформироваться.
Лучшие результаты мы видим в проектах «Зеленых заводов», где старые системы охлаждения заменяются на инфракрасные нагреватели. Это, вероятно, самый прямой способ снизить углеродный след без ущерба для производительности.