Снижение выбросов углерода в процессах обработки полупроводников с использованием инфракрасного излучения в вакууме
Производство полупроводников требует высокой точности, но работа в условиях высокого вакуума приводит к огромным затратам энергии. Большинство предприятий по-прежнему используют резистивное нагревание, что по сути эквивалентно попытке разогреть одну вещицу, нагревая всю посудину, в которой она находится. Это медленный процесс, который сопряжен с большими потерями энергии. К тому же это увеличивает углеродный след производства.
Мы делаем все иначе. Мы используем инфракрасные лампы, совместимые с условиями вакуума, чтобы нагревать саму пластинку или подложку напрямую. Таким образом не тратится лишняя энергия.
Как это работает на самом деле
В вакууме нельзя полагаться на передачу тепла через воздух. Оставается только излучение. Секрет заключается в том, что мы настраиваем инфракрасные лампы на определенные длины волн, которые способен поглотить целевой материал. Вместо того чтобы часами нагревать стены вакуумной камеры, мы направляем энергию прямо туда, где она нужна — на сам объект обработки. Это простое решение, но оно значительно снижает расход энергии на единицу продукции.
Построение фабрики, не вредящей планете
Если вы хотите построить «зеленую фабрику», необходимо учитывать тепловую инерцию оборудования. Тяжелые нагревательные элементы долго нагреваются и так же долго остывают. Инфракрасные лампы, напротив, практически не имеют тепловой инерции. Достаточно лишь включить лампу, и через несколько секунд будет достигнута нужная температура. Это значит, что не нужно тратить время на долгий нагрев. Оборудование работает меньше часов, но выполняет ту же работу. Это просто более эффективно.
Но мы не останавливаемся только на скорости. Работа в вакууме сильно негативно влияет на оборудование. Выделение газов является серьезной проблемой, которая может испортить целую партию пластинок. Чтобы этого избежать, мы используем кварц высокой чистоты и специальные уплотнители. Это сохраняет чистоту в камере, что снижает количество бракованных изделий и отходов.
Честная правда о компромиссах
Ни один прибор не может решить все проблемы. Инфракрасные лампы отлично снижают расход энергии во время нагрева, но они создают сильное локальное нагревание. Если система охлаждения не справляется с этой задачей, отраженное излучение может повредить уплотнители или датчики. Нельзя просто увеличить мощность лампы и надеяться на лучшее. Необходимо сбалансировать мощность лампы с способностью системы к охлаждению. В противном случае вы просто меняете одну статью расходов на другую.