Reducir las emisiones de carbono en el procesamiento de obleas (sin perder la cabeza)
Todas las fábricas de semiconductores están bajo presión para alcanzar los objetivos de emisiones cero. Pero si se analiza dónde se desperdicia la energía, se descubre que una gran parte de ella se pierde en forma de calor durante el calentamiento y secado de las obleas.
El método tradicional, que consiste en usar hornos convectores grandes, es como tratar de calentar un solo guisante calentando toda la cocina. Es una pérdida enorme de energía. Hemos encontrado una forma mejor: utilizar sensores infrarrojos de precisión y sistemas de calefacción que se enfocan directamente en la oblea, y no en toda la habitación.
Dejen de calentar las paredes
El problema es que, si la calefacción no es uniforme, se desperdician recursos. Eso representa una pérdida de tiempo y dinero. Utilizamos lámparas infrarrojas de onda corta, junto con pirómetros de alta velocidad, para crear un sistema que funcione de forma eficiente. En lugar de calentar todo, nos enfocamos en las longitudes de onda que el silicio absorbe realmente.
El resultado? Deja de perder energía calentando las paredes de la cámara. Se logra un calentamiento más rápido, se necesitan menos kilovatios por oblea, y la factura de energía disminuye. Es sentido común.
Velocidad y control
Hemos diseñado estos sensores para reaccionar en milisegundos. Si aparece un punto caliente en la superficie de la oblea, el sistema reduce inmediatamente la potencia de los infrarrojos. Esto es muy diferente de esos viejos calentadores resistivos, que siempre sobrecalientan la oblea y pueden arruinar todo el lote.
Además, enrollamos los elementos en cuarzo. Esto evita que la suciedad llegue a la superficie de calentamiento y mantiene todo el proceso limpio.
La contrapartida: energía y refrigeración
Hay un compromiso que hay que tomar: los arrays infrarrojos de alta densidad transfieren el calor rápidamente, pero también generan mucha energía radiante. No se pueden simplemente instalar en un chasis antiguo. Si los sistemas de refrigeración no están diseñados para manejar esa carga adicional, se dañarán los componentes electrónicos de control. Hay que asegurarse primero de que la refrigeración funcione bien.
Qué significa esto en la práctica
Al pasar a utilizar tecnología infrarroja de precisión, el tamaño físico del sistema de calefacción disminuye. Se abandonan esos sistemas enormes y lentos, en favor de arrays compactos que funcionan de forma instantánea. Esto hace que la idea de una “fábrica verde” deje de ser solo un eslogan corporativo y se convierta en realidad. Se reduce la energía necesaria para mantener todo en funcionamiento, lo cual es la forma más rápida de reducir los costos relacionados con las emisiones de CO2 en cada chip producido.