Pare de aquecer o ar: uma maneira mais eficiente de processar wafers
Se realmente quisermos alcançar as metas de neutralidade carbônica nas fábricas, precisamos parar de depender daqueles fornos resistentivos antigos. Eles consomem muita energia. Em vez disso, estamos passando a usar sistemas de aquecimento por radiação infravermelha de alta precisão.
A ideia é simples: por que aquecer toda a câmara de vácuo ou o ar ao redor do wafer, se o que se precisa é apenas que o próprio wafer fique quente? Usamos sensores e lâmpadas infravermelhas para direcionar o calor exatamente para onde ele precisa ir. Assim, não há mais desperdício de energia em espaços vazios.
Como funciona na prática
O aquecimento convencional depende da convecção. É lento, ineficiente e consome muita energia. Já o aquecimento por radiação infravermelha usa radiação eletromagnética para transferir energia. Ao ajustar a emissão da lâmpada de acordo com o que o silício realmente absorve, o calor vai diretamente para o substrato. É rápido. Muito rápido. E como o tempo de aquecimento é muito menor, a quantidade de energia consumida por wafer diminui significativamente.
Controle preciso da temperatura
Não basta simplesmente aplicar calor sem controle. É preciso ter um controle rigoroso da temperatura. Usamos sensores infravermelhos de alta velocidade que monitoram a superfície do wafer em tempo real. Esses sensores comunicam-se com um sistema PID que ajusta automaticamente a potência da lâmpada. Se surgir algum ponto superaquecido, o sistema reduz imediatamente a potência da lâmpada. Isso evita que o wafer seja danificado e também reduz a conta de energia.
As desvantagens (pois sempre existem algumas)
Quando se utiliza lâmpadas infravermelhas de alta densidade, há um grande esforço térmico sobre o chassi da máquina. Claro, o wafer esquenta rapidamente, mas os componentes envolventes também sofrem com esse calor intenso. É preciso garantir que os sistemas de resfriamento sejam suficientemente robustos para lidar com esse calor concentrado. Se o sistema de resfriamento for insuficiente, você acabará perdendo as economias de energia e enfrentando problemas com a máquina.
O que isso significa para as fábricas
Substituir os antigos sistemas de aquecimento por sistemas de radiação infravermelha torna os processos de cura e revenido muito mais eficientes. Para muitas linhas de produção antigas, essa substituição é bastante simples.
Observamos um padrão claro: quanto melhor o sensor infravermelho, menor será o consumo de energia. É uma situação vantajosa: menos desperdício, menos wafers rejeitados e uma pegada de carbono muito menor.