Reduzindo as emissões de carbono nas fábricas de semicondutores: o segredo está na estrutura do equipamento
Todas as fábricas de semicondutores enfrentam grandes desafios para atingir as metas de emissão zero. A solução óbvia é substituir os sistemas de aquecimento convencionais por sistemas de irradiação infravermelha de alta precisão. Mas existe um detalhe importante: a lâmpada é apenas parte da solução.
O verdadeiro segredo está na estrutura feita de aço inoxidável. Se essa estrutura não for bem feita, todo o esforço é em vão.
Pare de perder calor
Se você quer reduzir as emissões de carbono, precisa parar de desperdiçar calor. É tão simples quanto isso.
Nós utilizamos aço inoxidável de alta qualidade para fabricar essas estruturas, pois os ciclos térmicos são extremamente intensos. Se a estrutura se deformar, você terá problemas. Uma estrutura mal feita permite que a radiação infravermelha escape para dentro da sala limpa. Isso faz com que o sistema de ventilação e refrigeração tenha que trabalhar mais, aumentando assim a conta de energia.
É por isso que optamos por métodos de dobra precisa e soldagem TIG. Queremos selos herméticos, para que o calor seja direcionado ao wafer, e não para aquecer todo o ambiente.
O segredo está na reflexão
Não escolhemos qualquer folha de aço aleatória. Nos esforçamos para garantir que a refletividade seja adequada.
Ao focar melhor o feixe de radiação infravermelha, podemos diminuir a potência das lâmpadas, sem perder a temperatura da superfície do wafer. Assim, mantemos a mesma eficiência, mas com menos consumo de energia. É uma situação vantajosa para todos.
O equilíbrio necessário
Existe um trade-off aqui. O aço inoxidável de espessura maior aumenta a massa térmica do equipamento. Isso significa que, no início, o sistema leva mais tempo para atingir a temperatura desejada.
É preciso encontrar o equilíbrio certo entre a espessura da parede do equipamento. Se for muito fina, a estrutura começa a vibrar ou a vazar calor. Se for muito grossa, a resposta do sistema fica mais lenta. É preciso encontrar o ponto ideal.
Fazendo com que funcione na prática
Projetamos esses equipamentos para serem substitutos dos sistemas de aquecimento antigos e ineficientes. Eles são conectados de forma a gerar calor de alta densidade, permitindo que o calor se espalhe uniformemente pelo substrato. Se as tolerâncias não estiverem corretas, haverá pontos quentes, o que resultará em wafer danificados.
Ninguém quer jogar fora um lote de silício só porque a estrutura do equipamento não foi fabricada corretamente.