تمیز کردن کارخانههای تولید نیمههادی: چرا گرمایش مادون قرمز واقعاً مؤثر است
باید صادق باشیم؛ کارخانههای تولید نیمههادی، مصرفکنندگان بسیار زیادی از انرژی هستند. اگر واقعاً میخواهیم به اهداف کاهش انتشار کربن دست یابیم، نمیتوانیم فقط چند لامپ را تغییر دهیم. باید به مسائل بزرگتر توجه کنیم.
برای مدت طولانی، از فرهای حرارتی مبتنی بر اصل همرفت استفاده کردهایم. مشکل این است که این فرها بسیار پرمصرف هستند؛ در واقع، برای گرم کردن خود ویفر، مجبوریم تمام هوای اطراف آن را نیز گرم کنیم. این مانند گرم کردن کل خانه فقط برای گرم کردن یک تکه پیتزا است.
به همین دلیل، به سمت گرمایش مادون قرمز روی آوردهایم. در این روش، به جای گرم کردن هوا، گرما مستقیماً به نقطه مورد نظر اعمال میشود.
سرعت و توان
نکته خوب این است که گرمایش مادون قرمز از واسطهها عبور میکند؛ از آنجایی که از تابش استفاده میشود، نیازی نیست مدت زمان طولانی منتظر گرم شدن فر باشیم. این روش بسیار سریع است؛ به محض فعال کردن دستگاه، آن گرم میشود؛ وقتی آن را خاموش میکنیم، دوباره سرد میشود.
هنگام انتخاب این سیستمها، بر روی چگالی توان تمرکز داریم؛ از لامپهایی با توان بالا استفاده میکنیم تا گرمایش سریعتر اتفاق بیفتد. هرچه چرخه گرمایش کوتاهتر باشد، انرژی کمتری برای گرم کردن هر ویفر مصرف میشود. این روش بسیار سادهتر است.
جنبههای فیزیکی دستگاه
ما این لامپها را با استفاده از محفظههای کوارتزی و فیلامنتهای هالوژنی ساختهایم. از کوارتز استفاده میکنیم زیرا میتواند گرما را تحمل کند بدون اینکه تغییر شکل دهد. همچنین، فیلامنتهای هالوژنی نیز به حفظ عمر بیشتر لامپ کمک میکنند؛ بنابراین نیازی نیست هر پنج دقیقه یکبار لامپها را تعویض کنیم.
همچنین، ما در مورد اتصالات دستگاه نیز دقت زیادی داریم؛ چه از نوع R7 و چه Sk15، مطمئن میشویم که اتصالات محکم باشند. اتصالات ضعیف مشکلات زیادی ایجاد میکنند؛ زیرا مقاومت ایجاد میشود و لامپها دچار گرمای بیش از حد میشوند.
مزایا و معایب
البته، نمیخواهم بگویم که گرمایش مادون قرمز یک راهحل جادویی است؛ همیشه معایبی وجود دارد.
در حالی که در مرحله گرم کردن، مقدار زیادی انرژی صرفهجویی میشود، اما چگالی بالای گرما فشار زیادی بر سیستمهای خنککننده وارد میکند. اگر بخواهیم سرعت فرآیند را افزایش دهیم، سیستمهای خنککننده باید قوی باشند تا بتوانند گرمای اضافی را سریعاً از کارخانه خارج کنند.
اگر سیستمهای خنککننده نتوانند این کار را انجام دهند، کل کارخانه شروع به گرم شدن میکند؛ و وقتی دمای محیط افزایش یابد، ابزارهای دقیق نیز دچار مشکل میشوند.
خوشبختانه، ما این دستگاهها را به عنوان جایگزینی برای گرمایشکنندههای قدیمی طراحی کردهایم؛ بنابراین میتوانیم بدون نیاز به تخریب کل خط تولید، کاهش انتشار کربن را داشته باشیم.