Yarı iletken üretim tesislerinde karbon emisyonlarını azaltmak: İnfraruj ısıtmanın neden işe yaradığı
Eğer yarı iletken üretim tesislerinde karbonsuz bir ortam sağlamak istiyorsak, enerji israfını durdurmalıyız. Eski tip konveksiyon fırınları ve dirençli ısıtıcıları düşünün; bunlar aslında tüm odayı ısıtan cihazlardır. Bu cihazlar ısıyı her yöne yaydığı için, temiz odanın bir hamam haline gelmemesi için HVAC sisteminin aşırı çalışması gerekiyor. Bu da kısır bir döngüdür.
Bunu çözmek için infraruj ısıtma sistemlerini kullanıyoruz. Havadan ziyade, waferleri doğrudan ısıtıyoruz.
Havayı ısıtmayı bırakın
İnfraruj lambalarının özelliği, elektromanyetik dalgalar kullanmasıdır. Bu sayede odanın duvarlarını veya etrafındaki havayı ısıtmazlar. Enerji doğrudan waferlere veya substratlara gider. Bu süreç çok hızlıdır. Sıcaklık artış süresi dakikalardan saniyelere düşer. Böylece her wafer için gereken toplam enerji miktarı önemli ölçüde azalır.
Termal yük konusu
Kısa dalga boylu infraruj lambaları çok güçlü olduğu için büyük alanlara ihtiyaç duyulmaz. Büyük boyutlu ısıtıcılar yerine dar bir odak noktası kullanılabilir. Böylece termal tepki neredeyse anlık olur. Bu sistem, her saniyenin önemli olduğu yüksek hassasiyet gerektiren işlemler için mükemmeldir.
Ancak güç yoğunluğuna dikkat etmek gerekiyor. Eğer işleri hızlandırmak için gücü artırırsanız, waferlerde sıcak noktalar oluşur. Gerçek iş burada başlar: Malzemelerin özgül ışınım değerlerine göre PID kontrol cihazlarını ayarlayarak hedef sıcaklığa ulaşılmalıdır.
Gerçek dünyada uygulanması
Kimse bakımı zor olan bir sistem istemez. Bu yüzden bu sistemler kolayca değiştirilebilecek şekilde tasarlanmıştır. Kuvars kapsüller ve standart konektörler kullanılır. Lamba bozulduğunda, sadece onu çıkarıp yerine yenisini takmak yeterlidir. Tüm sistemleri yeniden kalibre etmek için saatler harcamaya gerek yoktur.
Dürüst olmak gerekirse, infraruj ışık her işlem için mucizevi bir çözüm değildir. Odanın geometrisini yeniden düşünmek gerekiyor. Eğer parçaların şekilleri tuhaf ise, bazı bölgelerin ısınmaması gibi sorunlar ortaya çıkabilir. Tüm yüzeyin eşit şekilde ısınabilmesi için lamba dizilimlerini akıllıca planlamak gerekiyor.