Redukcja emisji węgla przy produkcji półprzewodników za pomocą promieniowania podczerwonego bez ozonu
Produkcja półprzewodników wymaga ogromnej ilości ciepła oraz precyzji. Ale bądźmy szczerzy: tradycyjne metody realizacji tych procesów termicznych stanowią prawdziwy koszmar z punktu widzenia emisji węgla. Staramy się to naprawić, używając lamp podczerwonych bez ozonu. To prostszy sposób na unikanie marnotrawstwa energii oraz eliminację niepożądanych produktów ubocznych, które powstają przy użyciu krótkofalowego promieniowania.
Problem z ozonem
Oto problem z standardowymi lampami podczerwonymi o krótkich falach. One emitują promieniowanie w zakresie od 185 nm do 254 nm, co sprawia, że tlen w powietrzu przekształca się w ozon (O3). W środowisku sterylnym ozon stanowi poważny problem – jest to zanieczyszczenie, którego absolutnie nie chcemy mieć.
Rozwiązaliśmy ten problem, używając filamentów dodatkowo wzmacnianych lub specjalnych powłok kwarcowych, które blokują promieniowanie VUV. Nadal uzyskujemy dużą gęstość ciepła, ale bez konieczności radzenia sobie z gazami powstającymi w wyniku tego procesu. A ponieważ nie musimy sobie radzić z ozonem, możemy zrezygnować z tych wielkich, zużywających mnóstwo energii systemów odsysania. To ogromna korzyść dla całkowitego rachunku energetycznego naszej fabryki.
Wykorzystanie tych lamp w praktyce
Te lampy są zaprojektowane tak, aby pracować szybko. Mowa tu o wysokiej mocy i szybkim czasie rozgrzewania. Celem jest eliminacja „nadmiarowego ciepła” – energii marnowanej, gdy maszyna po prostu się grzeje. Zamiast ogrzewać całą komorę, jak w przypadku gigantycznej piecy, ciepło jest kierowane bezpośrednio na płytkę krzemową. To znacznie bardziej efektywny sposób wykorzystania energii elektrycznej.
Ponadto urządzenie jest zaprojektowane tak, aby można je było łatwo zastąpić istniejącymi urządzeniami do utwardzania materiałów. Można je zamontować w istniejących stanowiskach bez konieczności demontażu całej infrastruktury. Używamy też wzmacnianego kwarcu, dzięki czemu lampy nie pękają pod wpływem szybkich zmian temperatury.
Trudności
Nie wszystko jest tak proste. Istnieją pewne kompromisy. Gdy dążymy do maksymalnej szybkości reagowania lamp, źródła zasilania muszą radzić sobie z dużym obciążeniem. Musimy upewnić się, że nasze panele elektryczne są w stanie poradzić sobie z tym obciążeniem, inaczej dostaniemy problemy. Odległość między lampami również ma znaczenie – jeśli są zbyt blisko, na płytkie krzemowej pojawią się gorące punkty. Jeśli są zbyt daleko, tracimy efektywność, która sprawia, że ta metoda nadaje się do redukcji emisji węgla. Dodatkowo stosujemy osłony, aby ciepło pozostało tam, gdzie powinno być, a nie przenikało do obudowy maszyny.