Wafer işleme cihazlarında enerji tüketimini ve karbon salınımını azaltmak
Dürüst olalım: Yarı iletken üretim tesisleri son derece fazla enerji tüketen yerlerdir. Eğer karbon ayak izinizi azaltmak istiyorsanız, waferleri nasıl ısıttığınıza dikkat etmelisiniz.
Uzun süre boyunca dirençli ısıtıcılar kullandık. Sorun şu ki, bu ısıtıcılar waferi ısıtmak için tüm odayı ısıtmaya çalışıyor. Bu oldukça israfçı bir yöntemdir. Bu yüzden IR ısıtıcılarına geçiyoruz. IR ısıtıcıları, tüm odayı değil, enerjiyi doğrudan wafer yüzeyine yönlendirir. Bu daha hızlı ve verimli bir yöntemdir. Ayrıca, gereksiz yere enerji harcanmasını da önler.
Bunu başarmanın sırrı
IR sisteminde sadece anahtarı açıp oradan ayrılamazsınız. Sağlam bir geri bildirim mekanizmasına ihtiyacınız var; aksi takdirde her şey hızla bozulabilir.
Genellikle bu ısıtıcıları temas gerektirmeyen termometrelerle birlikte kullanırız. Bu sensörler, waferin yaydığı ısının seviyesini gerçek zamanlı olarak izler. Eğer sensörünüz bir saniye bile saparsa, waferin aşırı ısınma riski oluşur veya düzensiz bir yapı elde edilir. Bu bir denge meselesidir. Bu sistemleri hızlı termal değişikliklerle başa çıkacak şekilde tasarlarız, ancak amaç, filamanların zarar görmemesidir.
Bilmeniz gereken trade-off’lar
Herkes “yeşil fabrika” istiyor, ancak bu genellikle süreci hızlandırmak için daha yüksek güç yoğunluğu talep etmek anlamına gelir.
Ben burada kısa dalga IR ısıtıcılarını tercih ederim. Bunlar orta dalga ısıtıcılara kıyasla waferin içine daha iyi nüfuz eder; böylece waferin tam olması gereken yerde kalmasını sağlarken, genel oda sıcaklığını daha düşük tutabilirsiniz.
Ancak burada bir sakınca var: Isı yoğunluğunu artırdığınızda, güç kaynakları ve soğutma sistemleri baskı altında kalır. Eğer karbon hedeflerine ulaşmak için maksimum verimlilik istiyorsanız, soğutma sisteminizin lambanın etrafında oluşan ısıyı kontrol edebilecek kadar güçlü olduğundan emin olmalısınız. Aksi takdirde, bir sorunu başka bir sorunla değiştirmiş olursunuz.
Neden bu önemli?
Sonuç olarak, IR ısıtıcıları kullanmak “boşta bekleyen” enerji tüketimini ortadan kaldırır. Cihazın yapısal kısımlarını ısıtmak yerine, enerjiyi tam olarak gereken yere yönlendirirsiniz. Böylece her wafer için harcanan toplam kilovatsaat miktarı önemli ölçüde azalır. Sadece kalibre edilmiş bir IR sensörü ve hassas bir PID kontrol cihazı kullanarak enerji israfını önleyebilirsiniz. Böylece çok daha verimli bir ısıtma sistemi elde edersiniz.