کاهش انتشار کربن در فرآیندهای تولید نیمههادیها: چرا استفاده از لامپهای مادون قرمز راه حل مناسبی است؟
بیایید صادق باشیم: فرهای سنتی، انرژی زیادی مصرف میکنند. آنها مقدار زیادی انرژی را صرف گرم کردن هوای داخل فر میکنند، در حالی که ویفر هنوز هیچ تغییری نداشته است. این روش ناکارآمد است؛ در دنیایی که همگی سعی داریم اهداف مربوط به کاهش انتشار کربن را محقق کنیم، این روش اصلاً مناسب نیست.
به همین دلیل، از لامپهای مادون قرمز استفاده میکنیم. در این روش، انرژی مستقیماً به سمت ویفر هدایت میشود؛ یعنی گرمای تولید شده مستقیماً به ویفر اثر میکند.
نحوه عملکرد گرما
فکر کنید در روزی سرد، در معرض نور خورشید ایستادهاید؛ حتی اگر هوای اطراف شما بسیار سرد باشد، باز هم گرمای نور خورشید را روی پوست خود احساس میکنید. این همان گرمای تابشی است.
از آنجایی که ما سعی نداریم هوای اطراف را گرم کنیم، سیستم تهویه فضای کنترلشده نیز نیازی به کار بسیار زیاد ندارد تا دمای فضا را کنترل کند. در نتیجه، زمان لازم برای گرم شدن ویفر کاهش مییابد و مصرف انرژی نیز کمتر میشود. ما زمان زیادی را صرف اطمینان از این کردهایم که گرما دقیقاً به جای مناسب خود، یعنی سیلیکون، منتقل شود؛ نه اینکه در بدنه دستگاه ذخیره شود.
مشکلات موجود و راهحلهای آن
البته، این روش به این سادگیها نیست؛ باید مراقب تراکم انرژی باشیم. اگر توان لامپ را بیش از حد بالا ببریم یا لامپ را خیلی نزدیک به ویفر قرار دهیم، ممکن است نقاط داغی ایجاد شود. هیچکس چنین چیزی را نمیخواهد؛ زیرا این امر باعث فشار حرارتی زیادی بر روی ویفر میشود.
راهحل این مشکل، استفاده از کنترلکننده PID است؛ این کنترلکننده دما را تحت کنترل نگه میدارد و از فراتر رفتن دما جلوگیری میکند. البته کمی تنظیم لازم است، اما پس از تنظیم، عملکرد دستگاه بسیار بهتر خواهد بود.
کاهش اثرات منفی بر محیط زیست
نکته خوب این است که تأثیر این روش بر کاهش انتشار کربن، فوری است. در فرهای سنتی، دورههای طولانی برای گرم شدن وجود دارد؛ اما لامپهای مادون قرمز چنین مشکلی ندارند. کافی است کلید را فعال کنید؛ ویفر گرم میشود و به محض اتمام کار، انرژی قطع میشود. هیچ هدررفت انرژیای وجود ندارد. این روش، راه سادهای برای رسیدن به بیاثری کربنی است، بدون اینکه سرعت تولید کاهش یابد یا کیفیت محصولات تحت تأثیر قرار گیرد.