کاهش انتشار کربن در کارخانههای تولید نیمههادی: چرا استفاده از حرارت مادون قرمز واقعاً مؤثر است؟
اگر واقعاً میخواهیم به هدف بینوسانی کربن در کارخانههای تولید نیمههادی دست یابیم، باید از هدر رفتن انرژی جلوگیری کنیم.
فکر کنید به آن فرهای قدیمی و مجهز به هیترهای مقاومتی؛ در واقع، آنها نوعی گرمکن برای کل اتاق هستند. آنها انرژی را در همه جا پخش میکنند؛ در نتیجه، سیستم تهویه مطبوع مجبور است بیشتر کار کند تا از تبدیل اتاق به یک سونا جلوگیری شود. این یک چرخه منفی است.
ما این مشکل را با استفاده از حرارت مادون قرمز حل میکنیم. به جای گرم کردن هوا، انرژی مستقیماً به ویفر یا سطح مورد نظر منتقل میشود.
این روش بسیار سریع است؛ زمان لازم برای گرم شدن از دقایق به ثوانی کاهش مییابد. با کاهش این زمان، هزینه کلی انرژی مصرفی برای هر ویفر نیز کاهش مییابد.
جزئیات مربوط به بار حرارتی
از آنجایی که لامپهای مادون قرمز توان زیادی دارند، نیازی به فضای زیاد برای عملکرد آنها نیست. میتوانیم از هیترهای بزرگ استفاده نکنیم و به جای آن، از نقاط تمرکز دقیق استفاده کنیم. پاسخ حرارتی این لامپها تقریباً فوری است.
این روش برای فرآیندهایی که نیاز به دقت بالا دارند، بسیار مناسب است؛ زیرا هر ثانیه اهمیت دارد.
اما باید مراقب تراکم انرژی باشیم؛ اگر فقط میزان واتاژ را بالا ببریم، نقاط گرمی روی ویفر ایجاد خواهد شد. کار واقعی اینجاست که کنترلکنندههای PID را طوری تنظیم کنیم که دمای ویفر در محدوده مورد نظر باقی بماند.
کاربرد این روش در دنیای واقعی
هیچکس نمیخواهد سیستمی داشته باشد که نگهداری آن سخت باشد. به همین دلیل، ما این سیستمها را طوری طراحی کردهایم که تعویض لامپها سریع انجام شود. از غلافهای کوارتز و اتصالات استاندارد استفاده میکنیم؛ وقتی لامپ خراب میشود، فقط کافی است آن را برداشته و لامپ جدیدی جایگزین کنیم. نیازی نیست ساعتها وقت صرف تنظیم مجدد کل سیستم کنیم.
البته، باید صادق باشم: حرارت مادون قرمز راهحل جادویی برای تمام فرآیندها نیست. باید مخروط حرارتی اتاق را دوباره بررسی کنیم؛ اگر قطعات دارای شکلهای عجیبی باشند، برخی از نقاط اصلاً گرم نخواهند شد. باید روشی پیدا کنیم تا توزیع حرارت در سراسر سطح یکنواخت باشد.