کاهش انتشار کربن در کارخانههای تولید نیمههادی: چرا استفاده از حرارت مادون قرمز واقعاً مؤثر است؟
اگر میخواهید کارخانههای تولید نیمههادی را به سمت بیکربنی سوق دهید، باید از استفاده از آن هیترهای رزیستی قدیمی خودداری کنید؛ زیرا آنها بسیار پرهزینه هستند.
ما اخیراً از لامپهای حرارتی مادون قرمز برای گرم کردن ویفرها استفاده کردهایم. دلیلش ساده است: این لامپها مستقیماً روی سطح ویفر تأثیر میگذارند؛ بنابراین نیازی نیست انرژی زیادی صرف گرم کردن کل محفظه شود. این روش، روشی هوشمندانه برای استفاده از انرژی است.
مسئله، سرعت است.
سیستمهای مادون قرمز از تشعشعات موج کوتاه استفاده میکنند؛ بنابراین فوتونها بلافاصله روی سطح ویفر تأثیر میگذارند. این روش بسیار سریع است. ما این سیستمها را طوری تنظیم کردهایم که در عرض چند ثانیه به دمای مورد نظر برسند؛ بنابراین میزان کیلووات‑ساعت مصرفی برای هر ویفر بسیار کمتر خواهد بود.
علاوه بر این، با استفاده از لامپهای مادون قرمز، حجم گرمایی که باید گرم شود، بسیار کمتر میشود؛ بنابراین انرژی کمتری برای حفظ دمای ثابت مصرف میشود.
اما مشکل اینجاست که نمیتوانید فقط سیستم را تنظیم کنید و فراموشش کنید.
اگر میخواهید به اهداف زیستمحیطی خود برسید، نمیتوانید اجازه دهید دما از حد مجاز فراتر رود. به همین دلیل، ما سنسورهای پاسخگویی سریع را در داخل ابزارها قرار دادهایم؛ این سنسورها یک چرخه بازخورد قوی ایجاد میکنند و در لحظهای که دما به حد مجاز میرسد، میزان انرژی مصرفی را کاهش میدهند. اگر تنظیمات PID مناسب نباشد، نه تنها انرژی هدر میرود، بلکه خطر خم شدن ویفر نیز وجود دارد؛ و هیچ کس چنین چیزی را نمیخواهد.
تضادی که باید در نظر بگیرید…
لامپهای با تراکم بالا، قدرت زیادی دارند؛ این موضوع برای افزایش سرعت تولید خوب است، اما فشار زیادی بر سیستمهای خنککننده وارد میکند.
نمیتوانید این لامپها را در ابزارهای قدیمی قرار دهید و انتظار نتایج خوب داشته باشید؛ سیستمهای خنککننده باید به اندازه کافی قوی باشند تا بتوانند گرمای ناشی از لامپها را مدیریت کنند. در غیر این صورت، ممکن است چارچوب ابزار شروع به خم شدن کند.
ما در پروژههای «کارخانه سبز»، بهترین نتایج را دریافت کردهایم؛ زیرا کارخانهها سیستمهای گرمایشی قدیمی خود را با سیستمهای مادون قرمز جایگزین کردهاند. این احتمالاً مستقیمترین راه برای کاهش انتشار کربن، بدون تأثیر منفی بر بازدهی تولید، است.