Зменшення викидів вуглецю під час виробництва напівпровідників за допомогою інфрачервоного нагрівання
Виробництво напівпровідників полягає у точному керуванні процесом. Потрібно, щоб температура була точно контрольованою, але жодна частинка пилу чи молекула газу не повинна завдати шкоди пластинці.
Протягом довгого часу для нагрівання використовувалися конвективні печі. Але будьмо чесними: нагрівання всієї кімнати лише для нагрівання невеликої частинки кремнію – це величезна втрата енергії. Це наче нагрівати всій будинок лише для того, щоб розігріти шматочок піци.
Саме тому ми перейшли на використання інфрачервоних ламп. Замість нагрівання повітря, ми спрямовуємо тепло безпосередньо на матеріал. Це ефективніше, швидше, а також допомагає уникнути зростання викидів вуглецю в чистій кімнаті.
Чому це ефективно
Інфрачервоні системи використовують електромагнітне випромінювання. Простіше кажучи, ми уникаємо посередника – нам не потрібне повітря для передачі тепла. Тож пластинки нагріваються майже миттєво. Крім того, таке обладнання займає значно менше простору.
Якщо не витрачати велику кількість енергії на нагрівання повітря, а спрямувати її безпосередньо на матеріал, можна значно заощадити енергію. Саме це і є справжньою перевагою з точки зору охорони навколишнього середовища.
Деталі роботи в чистій кімнаті
У чистій кімнаті основною проблемою є викиди речовин у повітря. Якщо обладнання випускає частинки, все буде зіпсовано. Щоб уникнути цього, ми використовуємо корпуси з високочистим кварцом. Вони захищають пластинки від забруднень, навіть у умовах високого вакууму.
Ми зазвичай використовуємо короткохвильове випромінювання. Воно краще проникає в кремній та фоторезисти.
Але не можна просто налаштувати параметри на максимум, щоб прискорити процес. Якщо надто швидко підвищити потужність, це може пошкодити пластинку. Ми використовуємо контролери PID, щоб підтримувати стабільні умови та збалансувати швидкість нагрівання з можливостями матеріалу.
Недоліки
Інфрачервоне нагрівання – це не чарівна паличка. Є свої компроміси. Лампи стають дуже гарячими ззаду. Якщо не налаштувати правильно системи охолодження, це може призвести до проблем з самою системою опалення та вентиляції. Це безнадійна ситуація.
А якщо система охолодження не спрацює? Лампи швидко згорять. Хороша вентиляція – це не просто „приємна додатковість“, а єдиний спосіб уникнути проблем з обладнанням.