Reduzindo as emissões de carbono na produção de chips com luz infravermelha sem ozônio
A produção de semicondutores requer uma enorme quantidade de calor e precisão. Mas, sejamos honestos: a maneira como lidamos tradicionalmente com esses processos térmicos é, na verdade, um verdadeiro pesadelo em termos de emissões de carbono. Estamos tentando resolver isso usando lâmpadas infravermelhas sem ozônio. É uma maneira mais simples de evitar o desperdício de energia e eliminar os subprodutos indesejados que geralmente surgem com radiação de onda curta.
O problema com o ozônio
O problema com as lâmpadas infravermelhas convencionais é que elas emitem radiação na faixa de 185nm a 254nm. Isso faz com que o oxigênio presente no ar se transforme em ozônio (O3). Em salas limpas, o ozônio é um problema grave – é um contaminante que realmente não queremos.
Resolvemos isso usando filamentos dopados ou revestimentos especiais de quartzo, que bloqueiam essa radiação de onda ultravioleta. Assim, mantemos toda a intensidade de calor, mas sem a formação de gases indesejados.
E, como não precisamos lutar contra o ozônio, podemos dispensar aqueles sistemas de extração enormes e consumidores de energia. Isso representa uma grande economia para a conta de energia da fábrica.
Funcionamento na prática
Essas lâmpadas foram projetadas para funcionar rapidamente. Trata-se de lâmpadas de alta potência, com tempo rápido de ativação. O objetivo é eliminar o “calor ocioso” – aquela energia desperdiçada quando a máquina está apenas se aquecendo.
Em vez de aquecer toda a câmara, como se fosse um forno gigantesco, focamos o calor diretamente no wafer. É uma maneira muito mais eficiente de usar eletricidade.
Além disso, o hardware dessas lâmpadas foi projetado para ser substituído facilmente. Você pode substituí-las nas suas estações de cura ou secagem existentes, sem precisar desmontar tudo. Também utilizamos quartzo reforçado, para que as lâmpadas não se quebrem quando a temperatura muda rapidamente.
Os desafios
Claro, nem tudo é perfeito. Existem alguns trade-offs.
Quando se busca taxas de ativação extremamente rápidas, as fontes de alimentação sofrem sobrecarga. É preciso garantir que os painéis elétricos consigam suportar a corrente de pico, caso contrário, haverá problemas.
A distância entre as lâmpadas também é importante. Se elas estiverem muito próximas, haverá pontos quentes no wafer. Se estiverem muito distantes, perde-se a eficiência necessária para reduzir as emissões de carbono. Também adicionamos proteções para garantir que o calor fique onde deve ficar, sem afetar o restante da máquina.