کاهش انتشار کربن در فرآیند تولید تراشهها با استفاده از گرمایش مادون قرمز
تولید نیمههادیها به گرما وابسته است، اما روشی که تاکنون برای این کار استفاده شده، واقعاً بسیار هدردهنده است. اکثر کارخانهها از فرهای حرارتی مبتنی بر جریان هوا استفاده میکنند؛ یعنی برای گرم کردن یک ویفر کوچک، باید کل اتاق را گرم کرد. این کار مانند گرم کردن کل خانه برای گرم کردن یک تکه پیتزا است؛ این کار باعث هدررفت مقدار زیادی انرژی شده و همچنین باعث افزایش انتشار کربن در کارخانه میشود.
ما روش بهتری پیدا کردهایم: گرمایش مادون قرمز. در این روش، به جای مبارزه با هوا، مستقیماً روی سطح ویفر گرما اعمال میشود.
صرفهجویی در انرژی (و حفاظت از کره زمین)
لامپهای مادون قرمز از تشعشعات الکترومغناطیسی برای انتقال انرژی استفاده میکنند. از آنجایی که نیازی نیست هزاران فوت مکعب از هوای اتاق را گرم کنیم، میزان انرژی مورد نیاز برای گرم کردن هر ویفر بسیار کمتر خواهد بود. در یک کارخانه سبز، این موضوع بسیار مهم است؛ میزان کیلووات-ساعت مصرفی کاهش مییابد و در نتیجه انتشار CO2 نیز کمتر میشود. این روش، روشی سادهتر و تمیزتر برای گرم کردن ویفرها است.
حفظ تمیزی اتاقهای تمیز
اتاقهای تمیز بسیار حساس هستند؛ حتی یک ذره گرد و غبار میتواند مشکلاتی ایجاد کند. به همین دلیل از عناصر گرمایشی که درون کوارتز قرار دارند، استفاده میشود؛ این عناصر هیچ گازی تولید نمیکنند و ذراتی نیز از خود ساطع نمیکنند، بنابراین محیط اتاق تمیز باقی میماند.
علاوه بر این، این لامپها در فضای کوچکی، انرژی زیادی تولید میکنند؛ بنابراین تجهیزات کمتری نیاز دارند و به سرعت به دمای مورد نظر میرسند. این امر باعث میشود کل فرآیند سریعتر پیش برود.
چالشها
البته، همه چیز آسان نیست؛ گرمایش مادون قرمز با شدت بالا، میتواند باعث ایجاد مناطق گرم بیش از حد شود. اگر ویفر نازک باشد، سطح آن میتواند قبل از اینکه هسته آن گرم شود، دچار گرمای بیش از حد شود. بنابراین باید فاصله لامپ از ویفر و ساعات کاری آن را به دقت تنظیم کرد. کمی تنظیمات دقیق میتواند به جلوگیری از تخریب ویفرها کمک کند.
استفاده از این روش در کارخانههای سبز
تنها تعویض لامپ کافی نیست؛ بلکه نیاز به سیستم کنترلی وجود دارد که بتواند به صورت لحظهای به سنسورها گوش دهد. این کار باعث میشود سیستم از فراتر رفتن دمای مورد نظر جلوگیری کند و انرژی هدر نرود.
و بهترین بخش این است که وقتی این سیستمها به شبکه هوشمند متصل میشوند، میتوانید دقیقاً میزان انرژی صرفهجویی شده را مشاهده کنید. وقتی بازرسان برای بررسی میزان انتشار کربن به کارخانه میآیند، شما میتوانید دادههای دقیقی برای نشان دادن به آنها داشته باشید.