کاهش انتشار کربن در کارخانههای تولید نیمههادی: چرا استفاده از گرمایش مادون قرمز مؤثر است؟
بیایید صادق باشیم؛ تولید نیمههادی، فرآیندی پرمصرف انرژی است. وقتی که بخواهیم فرآیندهای حرارتی را در اتاقهای تمیز مدیریت کنیم، هزینههای انرژی بسیار زیاد خواهد بود؛ علاوه بر این، تأثیرات منفی آن بر محیط زیست نیز بسیار جدی است.
بیشتر ما به استفاده از فرهای سنتی یا گرمکنهای مقاومتی عادت داریم؛ اما روش بهتری برای تأمین گرما وجود دارد: استفاده از لامپهای مادون قرمز.
در روشهای قدیمی، ابتدا هوا گرم میشود و سپس امیدواریم که آن هوا، ویفر را گرم کند؛ این روش بسیار هدردهنده است. در واقع، شما برای گرم کردن یک قطعه کوچک سیلیکون، مجبورید کل اتاق را گرم کنید؛ سپس سیستم تهویه مجبور است تا آن گرما را دوباره کاهش دهد. این یک چرخه بیهوده از هدررفت انرژی است.
اما روش مادون قرمز متفاوت است؛ این روش از تشعشعات الکترومغناطیسی برای گرم کردن مستقیم سطح ویفر استفاده میکند؛ هیچ واسطهای وجود ندارد، و هوا نیز گرم نمیشود.
نتیجه چیست؟ دمای ویفر به سرعت افزایش مییابد؛ همچنین، انتقال گرما به سقف متوقف میشود و انرژی دقیقاً در جای مناسب خود استفاده میشود.
البته، نمیتوانید فقط یک لامپ گرمایشی را در کارخانه قرار دهید؛ ذرات موجود در هوا، مانعی برای این کار هستند. برای حفظ پاکیزگی، از غلافهای کوارتز با خلوص بالا استفاده میکنیم؛ این کار باعث جلوگیری از انتشار گازها و جلوگیری از آلودگی میشود. علاوه بر این، این لامپها در فضای کوچکی، انرژی زیادی تولید میکنند؛ بنابراین میتوان آنها را مستقیماً در محفظههای خلأ یا ابزارهای مورد استفاده برای کار با ویفر قرار داد، بدون نیاز به فضای زیاد.
اما باید صادق بگویم؛ این روش برای تمام خطوط تولید مناسب نیست.
روش مادون قرمز، گرمای شدید و متمرکزی ایجاد میکند؛ اگر با ویفرهای بسیار نازک یا موادی که نیاز به دقت خاصی دارند کار کنید، ممکن است سطح ویفر قبل از گرم شدن کامل، آسیب ببیند. بنابراین باید کنترلرها و سنسورهای مربوطه را به درستی تنظیم کرد؛ در غیر این صورت، ممکن است سطح ویفر آسیب ببیند.
با این حال، از دیدگاه «کارخانههای سبز»، این روش بسیار مفید است. وقتی که دیگر به گرمکنهای بزرگ متکی نباشیم، سیستمهای خنککننده میتوانند به راحتی کار کنند. ما شاهد کاهش قابل توجهی در انتشار گازهای زیانآور بودهایم؛ فقط با جایگزینی گرمکنهای قدیمی با لامپهای مادون قرمز.
این یک روش ساده است؛ شما میتوانید اهداف کاهش انتشار کربن خود را محقق کنید، در هزینههای انرژی صرفهجویی کنید، و نیازی نیست کل فرآیند تولید خود را تغییر دهید.