Reduciendo las emisiones de carbono en las salas limpias: ¿Por qué el calentamiento por infrarrojos en vacío funciona realmente?
Seamos honestos: la fabricación de semiconductores consume mucha energía. Para evitar que los materiales se oxide o se contamine, es necesario trabajar en un ambiente de vacío, lo cual hace que el control de la temperatura sea algo muy complicado.
La mayoría de las personas utilizan sistemas de calentamiento resistivo. El problema es que se calienta toda la cámara, solo para lograr que la oblea alcance la temperatura adecuada. Es como encender todos los calentadores de la casa solo para calentar una sola rebanada de pizza. Es un desperdicio.
Nosotros hacemos las cosas de manera diferente. Utilizamos lámparas de infrarrojos compatibles con el vacío para calentar directamente la oblea. No hay desperdicio de calor, ni necesidad de calentar el aire que no está allí. Además, la huella de carbono de la sala limpia disminuye significativamente.
La física detrás del proceso
En un ambiente de vacío, no existe convección. Eso significa que el calor no “flota” por ahí. Uno depende completamente de la radiación y la conductividad.
Utilizamos radiación de onda corta, ya que este tipo de radiación llega realmente al interior del material, en lugar de simplemente rebotar en su superficie. Es rápido… realmente rápido.
Como se alcanzan las temperaturas de procesamiento mucho más rápidamente, las máquinas no permanecen encendidas durante largo tiempo. Se utilizan menos kilovatios por oblea, y la factura de electricidad disminuye en consecuencia.
Los desafíos técnicos
Ahora viene la parte complicada. Las lámparas convencionales emiten gases. En un ambiente de alto vacío, eso es un verdadero problema. Una pequeña cantidad de impurezas puede arruinar todo el proceso.
Para evitar esto, utilizamos envoltorios y sellos hechos de cuarzo de alta pureza, que resisten bien las condiciones extremas.
Pero hay que tener cuidado con la densidad de energía. Dado que no hay aire para llevarse el calor alejando de la lámpara, las mismas pueden calentarse peligrosamente. No escatime en los sistemas de enfriamiento por agua. Si el sistema de enfriamiento es insuficiente, las lámparas se quemarán mucho antes de lo esperado. Es una solución sencilla, pero marca la diferencia entre un sistema que dura años y uno que falla cada pocas semanas.
Haciendo realidad la idea de una “fábrica verde”
Al pasar del calentamiento generalizado al calentamiento dirigido por infrarrojos, se reduce significativamente la necesidad de energía. Esto facilita el cumplimiento de los objetivos relacionados con fábricas verdes, ya que se reduce enormemente la energía necesaria para mantener todo estable. Se logran velocidades de procesamiento elevadas, sin embargo, sin ese enorme desperdicio de energía.
Es simplemente un cambio en el hardware. Sin magia, solo física mejorada.