फैब्रिकेशन प्रक्रिया में कार्बन उत्सर्जन को कम करना: आईआर हीटिंग क्यों कारगर है?
चलिए, सेमीकंडक्टर निर्माण प्रक्रिया के बारे में ईमानदार रहें। यह एक बहुत ही ऊर्जा-खपत वाली प्रक्रिया है। जब हम क्लीनरूम में थर्मल प्रक्रियाओं को संभालते हैं, तो ऊर्जा की लागत बहुत अधिक हो जाती है, और कार्बन उत्सर्जन भी बहुत अधिक होता है।
हम में से अधिकांश लोग पारंपरिक कन्वेक्शन ओवens या रेजिस्टिव हीटरों का उपयोग करते हैं। लेकिन ऊर्जा को संभालने का एक बेहतर तरीका है – इन्फ्रारेड (IR) लैंप।
पारंपरिक हीटिंग विधियों में हवा को गर्म किया जाता है, और फिर उम्मीद की जाती है कि वह हवा वेफर को भी गर्म कर देगी। यह बहुत ही अपव्ययपूर्ण है। वास्तव में, हम पूरे कमरे को गर्म करने के लिए बहुत सारा पैसा खर्च करते हैं, ताकि सिलिकॉन के छोटे टुकड़े को ही उचित तापमान तक पहुँचाया जा सके। इसके बाद HVAC सिस्टम को उस गर्मी को कम करने के लिए अतिरिक्त मेहनत करनी पड़ती है। यह तो पैसों का ही अपव्यय है।
आईआर हीटिंग में तो विद्युत-चुम्बकीय विकिरण का उपयोग किया जाता है, ताकि ऊर्जा सीधे सब्सट्रेट तक पहुँच सके। कोई मध्यस्थ नहीं… हवा को गर्म करने की आवश्यकता ही नहीं है।
परिणाम? तापमान बहुत तेजी से बढ़ जाता है। ऊर्जा छत में नहीं जाती, बल्कि सीधे सब्सट्रेट तक पहुँच जाती है।
लेकिन, ऐसा लगता है कि फैब्रिकेशन प्रक्रिया में ऐसे लैंपों का उपयोग इतना आसान नहीं है… कणों की वजह से। चीजों को स्वच्छ रखने हेतु हम उच्च-शुद्धता वाले क्वार्ट्ज एन्वेलप्स का उपयोग करते हैं। ऐसा करने से गैस निकलना रुक जाता है, और संदूषण से उत्पादन प्रभावित नहीं होता। इसके अलावा, ये लैंप छोटे आकार में ही बहुत अधिक ऊर्जा प्रदान करते हैं… इन्हें वैक्यूम चेंबर या वेफर हैंडलिंग टूलों में आसानी से रखा जा सकता है।
लेकिन, मैं आपको सच बताना चाहता हूँ… यह हर प्रक्रिया के लिए जादुई उपाय नहीं है।
आईआर हीटिंग से तो तीव्र, स्थानीय ऊष्मा पैदा होती है… अगर आप बहुत पतले वेफरों या संवेदनशील सामग्रियों के साथ काम कर रहे हैं, तो बाकी सामग्री गर्म होने से पहले ही उसकी सतह जल सकती है। इसलिए PID कंट्रोलरों एवं सेंसरों को ठीक से सेट करना आवश्यक है… वरना सब्सट्रेट नष्ट हो सकता है।
फिर भी, “ग्रीन फैक्ट्री” के दृष्टिकोण से यह बहुत ही लाभदायक है।
जब हम उन बड़े फोर्स्ड-एयर हीटरों पर निर्भर नहीं रहते, तो हमारी शीतलन प्रणालियों को आराम मिल जाता है। पुराने हीटरों की जगह आईआर लैंपों का उपयोग करने से Scope 2 उत्सर्जन में काफी कमी आई है।
यह तो एक बहुत ही सरल उपाय है… आप अपने कार्बन लक्ष्यों को पूरा कर सकते हैं, ऊर्जा बचा सकते हैं… और इसके लिए आपको अपनी पूरी उत्पादन प्रक्रिया को बदलने की आवश्यकता ही नहीं है।