Riduzione delle emissioni di carbonio nella produzione di chip grazie al riscaldamento a infrarossi
La produzione di semiconduttori richiede un controllo preciso. È necessario che la temperatura sia perfettamente controllata, ma non si può permettere che anche solo una piccola quantità di polvere o molecole gassose rovini i wafer.
Per lungo tempo si è utilizzato il riscaldamento convenzionale. Ma siamo onesti: riscaldare un intero ambiente solo per scaldare un piccolo pezzo di silicio rappresenta uno spreco enorme di energia. È come riscaldare l’intera casa solo per scaldare una fetta di pizza.
Ecco perché abbiamo optato per lampade a riscaldamento a infrarossi. Invece di riscaldare l’aria, il calore viene diretto direttamente sul substrato. Questo metodo è più efficiente, veloce e permette di ridurre notevolmente le emissioni di carbonio prodotte dalle sale pulite.
Perché questo metodo funziona
I sistemi a infrarossi utilizzano radiazioni elettromagnetiche. In parole povere: evitiamo di utilizzare l’aria come mezzo per trasmettere il calore. I wafer si riscaldano quindi quasi istantaneamente. Inoltre, questi dispositivi occupano molto meno spazio.
Quando si smette di utilizzare grandi quantità di energia per riscaldare l’ambiente circostante e si concentra il calore esclusivamente sul substrato, si risparmia molta energia. È proprio in questo modo che si ottiene un reale vantaggio ambientale.
I dettagli importanti riguardanti le sale pulite
Nelle sale pulite, il problema principale è l’emissione di particelle nell’aria. Se i dispositivi emettono particelle, tutto va a rotoli. Per evitare ciò, utilizziamo involucri in quarzo ad alta purezza. Essi impediscono che i contaminanti entrino in contatto con i wafer, anche in condizioni di vuoto elevato.
Di solito utilizziamo lampade a breve lunghezza d’onda: queste sono più efficaci nel riscaldare il silicio e i materiali utilizzati nella produzione dei wafer.
Tuttavia, non si può semplicemente aumentare al massimo l’intensità del riscaldamento. Se lo si fa, i wafer potrebbero danneggiarsi o addirittura rompersi. Utilizziamo regolatori PID per mantenere una temperatura stabile, bilanciando così l’intensità del riscaldamento con le capacità del materiale stesso.
I limiti
Bisogna ricordare che il riscaldamento a infrarossi non è una soluzione magica. Ci sono dei compromessi da accettare. Queste lampade diventano estremamente calde nella parte posteriore dell’involucro. Se non si regolano correttamente i sistemi di raffreddamento, si finisce per avere problemi con il sistema stesso di climatizzazione. E se il sistema di raffreddamento fallisce? Le lampade si bruciano rapidamente. Una buona ventilazione non è solo un vantaggio, ma è l’unico modo per evitare che il sistema si distrugga da solo.