Riduzione delle emissioni di carbonio nella produzione dei semiconduttori grazie a lampade a infrarossi senza ossigeno
La produzione di semiconduttori richiede una grande quantità di calore e precisione. Ma siamo onesti: il modo in cui tradizionalmente gestiamo questi processi termici è davvero un disastro dal punto di vista delle emissioni di carbonio. Stiamo cercando di risolvere questo problema utilizzando lampade a infrarossi prive di ossigeno. Si tratta di un metodo più semplice per evitare lo spreco di energia e per eliminare i sottoprodotti nocivi che derivano dalla radiazione a lunghezza d’onda breve.
Il problema dell’ossigeno
Ecco il problema legato alle lampade a infrarossi tradizionali: emettono radiazioni nella gamma da 185 nm a 254 nm, il che fa sì che l’ossigeno presente nell’aria venga trasformato in ozono (O3). In una sala pulita, l’ozono rappresenta un grosso problema: è un contaminante che non vogliamo assolutamente avere.
Per risolvere questo problema, utilizziamo filamenti dopati o rivestimenti in quarzo particolari, che permettono di bloccare quelle radiazioni UV. In questo modo si ottiene comunque una forte intensità termica, ma senza la formazione di gas nocivi.
Inoltre, poiché non c’è più il rischio di formazione di ossigeno, non è più necessario utilizzare sistemi di estrazione energeticamente intensivi. Questo rappresenta un grande vantaggio per il bilancio energetico dell’impianto.
Funzionamento nelle condizioni reali
Queste lampade sono progettate per funzionare rapidamente: hanno una potenza elevata e tempi di accensione molto rapidi. L’obiettivo è ridurre l’energia sprecata durante i periodi in cui la macchina è semplicemente in funzione di riscaldamento.
Invece di riscaldare l’intera camera, come se fosse un forno gigante, il calore viene dirizzato direttamente sul wafer. È un modo molto più intelligente per utilizzare l’elettricità.
Inoltre, l’hardware è progettato per essere sostituito facilmente: basta sostituirlo nelle stazioni di essiccazione esistenti, senza dover smontare tutto. Utilizziamo anche quarzo rinforzato, così che le lampade non si rompano quando la temperatura varia rapidamente.
I problemi da affrontare
Non è tutto perfetto… Ci sono alcune sfide da superare. Quando si cerca di ottenere tempi di accensione estremamente rapidi, le fonti di alimentazione devono sopportare carichi elevati. È necessario assicurarsi che i pannelli elettrici siano in grado di gestire tali carichi, altrimenti si potrebbero verificare problemi.
Anche la distanza tra le lampade è importante: se sono troppo vicine, si creano punti caldi sul wafer. Se invece sono troppo lontane, si perde l’efficienza necessaria per ridurre le emissioni di carbonio. Inoltre, aggiungiamo dei rivestimenti protettivi per evitare che il calore si diffonda nel telaio della macchina.