کاهش انتشار کربن در کارخانههای تولید نیمههادی: چرا روش خشککردن با امواج مادون قرمز واقعاً مؤثر است؟
بیایید صادقانه درباره کارخانههای تولید نیمههادی صحبت کنیم. هزینههای انرژی در این کارخانهها بسیار زیاد است. یکی از عوامل اصلی این مشکل، فرآیند خشککردن است. برای مدتها، از فرهای سنتی برای خشککردن استفاده میشد؛ اما اگر بخواهیم به اهداف کاهش انتشار کربن دست یابیم، این روشها دیگر کافی نیستند.
این موضوع مربوط به برنامههای «سبز» شرکتها برای زیباتر کردن بروشورهایشان نیست؛ بلکه مربوط به اعداد و ارقام واقعی است – یعنی میزان کیلووات-ساعت انرژی مصرفی برای خشککردن هر ویفر.
منطق پشت استفاده از امواج مادون قرمز
روش خشککردن با هوای مجازی بسیار هدردهنده است؛ چون برای گرم کردن کل فضای داخل محفظه، مقدار زیادی انرژی مصرف میشود، در حالی که فقط سطح کوچکی از ویفر خشک میشود. این مانند گرم کردن کل خانه فقط برای گرم کردن یک فنجان قهوه است.
امواج مادون قرمز این وضعیت را تغییر میدهند؛ انرژی مستقیماً به سطح ویفر منتقل میشود. این روش، روش تابشی است، نه روش هوایی.
وقتی از این روش استفاده میکنیم، میزان انرژی مصرفی به شدت کاهش مییابد؛ معمولاً میزان انرژی مصرفی برای خشککردن ویفرها ۴۰ تا ۶۰ درصد کاهش مییابد. وقتی دستگاهها کمتر انرژی مصرف کنند، اثر کربنی آنها نیز کاهش مییابد. خیلی ساده است.
تنظیمات لازم برای به دست آوردن نتایج مطلوب
برای دستیابی به نتایج مطلوب، نیاز به تراکم انرژی مناسبی وجود دارد. باید از سیستمی استفاده کنیم که بتواند در عرض چند ثانیه به دمای مورد نظر برسد. این سرعت، راز موفقیت این روش است؛ چون امکان استفاده از انرژی پالسی را فراهم میکند، در حالی که در روشهای سنتی، انرژی به طور مداوم تولید میشود.
اما باید مراقب بار حرارتی بر روی دستگاه باشیم؛ لامپهای مادون قرمز با تراکم بالا، حرارت زیادی تولید میکنند. اگر فنهای خنککننده یا سیستمهای خنککننده مناسب نباشند، دمای دستگاه افزایش خواهد یافت.
من همیشه توصیه میکنم از کنترلکنندههای PID استفاده کنیم؛ زیرا آنها باعث ثبات دما میشوند و از سوختن ویفرها جلوگیری میکنند.
مزایا و معایب
نمیتوانم بگویم که این روش یک راه حل جادویی است؛ البته روش مادون قرمز سریعتر است، اما نیاز به دقت بیشتری دارد.
تنظیمات صحیح بسیار مهم است؛ اگر لامپها کمی کج باشند، نقاط سردی روی ویفر ایجاد خواهد شد. احتمالاً برای تنظیمات اولیه، زمان بیشتری نسبت به روشهای سنتی صرف خواهد شد.
اما وقتی که تنظیمات صحیح انجام شود، نتایج خوبی خواهیم داشت؛ میزان انرژی مصرفی کاهش خواهد یافت و سیستمهای تهویه مطبوع نیز نیاز کمتری به کار خواهند داشت.