Snížení uhlíkové stopy při výrobě polovodičů pomocí infračerveného zahřívání
Výroba polovodičů vyžaduje přesnou kontrolu. Je potřeba, aby teplota byla přesná, ale nesmí tam být jediný prachový částice nebo molekula plynu, která by mohla poškodit destičku.
Dlouho se používaly konvekční pece. Ale buďme upřímní: zahřev celé místnosti jen proto, abychom vyhřáli malý kus křemíku, je obrovská plýtvání energií. Je to jako zahřívat celý dům jen proto, abychom vyhřáli kousek pizzy.
Proto jsme přešli na infračervené zahřívací lampy. Místo zahřívání vzduchu namíříme teplo přímo na substrát. Je to efektivnější a rychlejší, a zároveň zabrání nárůstu uhlíkové stopy v čisté místnosti.
Proč to funguje
Infračervené systémy využívají elektromagnetické záření. Jednoduše řečeno – vynecháváme prostředníka. Nepotřebujeme vzduch k přenosu tepla, takže destičky se vyhřívají téměř okamžitě. Navíc zařízení zabírá mnohem méně prostoru.
Když přestaneme spotřebovávat velké množství energie na zahřívání okolního vzduchu a zaměříme se pouze na cíl, ušetříme spoustu energie. To je ten skutečný environmentální benefit.
Detaily o čisté místnosti
V čisté místnosti je „uvolňování prachových částic“ velkým problémem. Pokud vaše zařízení uvolňuje takové částice, jste v problému. Abychom to zabránili, používáme kvartové obaly vysoké čistoty. Ty chrání destičky před kontaminanty, dokonce i v podmínkách vysokého vakua.
Obvykle používáme krátkovlnné záření. Je lepší pro proniknutí do křemíku a fotorezistů.
Ale nemůžete prostě zvýšit výkon na maximum. Pokud příliš rychle zvýšíte výkon, poškodíte destičku. Používáme regulátory PID, abychom udrželi stabilní podmínky a vyvážili rychlost zahřívání s tím, co materiál dokáže snést.
Nevýhody
Infračervené zahřívání není magické řešení. Existují určité kompromisy. Tyto lampy se v zadní části rozehřívají opravdu silně. Pokud správně ne nastavíte chladiče a výměníky tepla, budete bojovat proti vlastnímu HVAC systému. Je to prohraný boj.
A pokud selže chlazení? Lampy rychle vyhoří. Dobrá ventilace není jen „příjemný doplněk“ – je to jediný způsob, jak zabránit tomu, aby se systém samozničil.