کاهش هزینههای انرژی (و کربن) در تجهیزات تولید ویفرها
باید صادق باشیم: کارخانههای تولید نیمههادی، مصرفکنندگان بسیار زیادی از انرژی هستند. اگر میخواهید تأثیر منفی خود بر محیط زیست را کاهش دهید، باید به نحوه گرم کردن ویفرها توجه کنید.
برای مدت طولانی، از گرمکنهای مقاومتی استفاده میشد. مشکل این بود که این گرمکنها سعی میکردند کل اتاق را گرم کنند تا ویفر گرم شود؛ این کار بسیار هدردهنده بود. به همین دلیل، اکنون به سمت استفاده از لامپهای گرمایشی مادون قرمز حرکت میکنیم. این لامپها، انرژی را مستقیماً به سطح ویفر منتقل میکنند؛ این روش سریعتر و کارآمدتر است. همچنین، از هدررفت انرژی در جاهایی که نیازی به گرما نیست، جلوگیری میشود.
راز موفقیت این روش
نمیتوانید فقط کلید لامپ مادون قرمز را فعال کنید و از آن دور شوید؛ بلکه نیاز به یک سیستم بازخورد دقیق وجود دارد. در غیر این صورت، اوضاع به سرعت خراب خواهد شد.
معمولاً این لامپها را با پیرانومترهای بدون تماس استفاده میکنیم؛ این سنسورها، در حالت زنده، میزان گرمای تولید شده توسط ویفر را اندازهگیری میکنند. اگر سنسور دچار اختلال شود، ممکن است ویفر بیش از حد گرم شود یا سطح آن ناهموار شود. این یک تعادل دشوار است؛ ما این سیستمها را طوری طراحی میکنیم که بتوانند با تغییرات سریع دما کنار بیایند، اما هدف این است که فیلامنتهای لامپ آسیب نبینند.
مزایا و معایبی که باید بدانید
همه میخواهند کارخانههای سبزی داشته باشند، اما این موضوع معمولاً به معنای استفاده از توان بالاتر برای کاهش زمان لازم برای تولید است.
من ترجیح میدهم از لامپهای مادون قرمز با طول موج کوتاه استفاده کنم؛ زیرا این لامپها بهتر از لامپهای با طول موج متوسط، ویفر را گرم میکنند. این امر باعث میشود دمای کل اتاق کمتر باشد، در حالی که ویفر در جای مناسب خود باقی میماند.
اما مشکل اینجاست که وقتی توان گرمایشی افزایش مییابد، منابع تأمین انرژی و سیستمهای خنککننده تحت فشار قرار میگیرند. اگر میخواهید به اهداف مربوط به کاهش کربن دست یابید، مطمئن شوید که سیستم خنککننده شما به اندازه کافی قوی است تا بتواند گرمای ایجاد شده در اطراف لامپ را کنترل کند. در غیر این صورت، فقط یک مشکل را با مشکل دیگری جایگزین میکنید.
چرا این موضوع مهم است؟
در نهایت، استفاده از لامپهای مادون قرمز باعث کاهش مصرف انرژی در حالت «خاموش» میشود. به جای گرم کردن کل ساختار دستگاه، انرژی دقیقاً به جای مناسب خود منتقل میشود. این امر باعث کاهش قابل توجه مصرف انرژی برای هر ویفر میشود. فقط کافی است از سنسورهای مادون قرمز دقیق و کنترلکنندههای PID استفاده کنید تا از هدررفت انرژی جلوگیری شود؛ در این صورت، سیستم گرمایشی شما بسیار کارآمدتر خواهد بود.