کاهش مصرف کربن در کارخانههای تولید نیمههادی: چرا از لامپهای مادون قرمز برای فرآیندهای شستشو استفاده میکنیم؟
باید صادق باشیم: مرحله شستشو در کارخانههای تولید نیمههادی، منبع عظیمی از مصرف انرژی است. سالهاست که ما هزینه نگهداری مخازن بزرگ پر از آب تمیز یا استفاده از فرهای حرارتی را تحمل کردهایم. این کار بسیار هدردار است.
به همین دلیل، شروع به استفاده از لامپهای مادون قرمز کردیم. در واقع، ما میانجیهای موجود را حذف کردهایم؛ به جای گرم کردن هوا یا آب، ما ویفر را گرم میکنیم.
ساخت لامپهایی که در محیطهای مرطوب نیز قابل استفاده باشند
نمیتوانید یک لامپ معمولی را در محیط شستشو استفاده کنید؛ چون خیلی سریع خراب میشود. رطوبت بسیار مضر است.
ما از غلافهای کوارتز با خلوص بالا استفاده میکنیم؛ اما راز واقعی در سیستمهای محافظتی است. اگر سیمهای وصلهدهنده به خوبی بسته نشوند، بخارات وارد لامپ شده و فیلامنت آن را خراب میکنند. جایگزین کردن لامپ بسیار دشوار است؛ بنابراین ما سعی میکنیم از همان ابتدا سیستم محافظتی را درست انجام دهیم.
نکته خوب این است که این لامپها بلافاصله واکنش نشان میدهند؛ به محض اینکه ویفر وارد مرحله خشک شدن میشود، گرما فوراً در دسترس قرار میگیرد. نیازی به انتظار برای بهبود دمای مخازن نیست.
فیزیک پشت سرعت بالاتر در انجام کارها
لامپهای مادون قرمز موج کوتاه، به مراتب سریعتر از هوای گرم، از میان لایههای آب عبور میکنند. انرژی مستقیماً به سمت سطح ویفر میرود.
این بدان معناست که زمان انجام کارها کاهش مییابد. وقتی زمان انجام کارها کمتر میشود، مصرف انرژی برای هر ویفر نیز کمتر میشود. اگر این موضوع را در کارخانههایی با صدها دستگاه در نظر بگیریم، صرفهجویی در مصرف انرژی بسیار زیاد خواهد بود. میتوانید کاهش مصرف انرژی را روی دستگاههای اندازهگیری مشاهده کنید.
چالشها و معایب
البته، استفاده از این لامپها آنقدر ساده نیست. این لامپها گرمای زیادی تولید میکنند؛ اگر آنها را در چارچوبهای قدیمی قرار دهیم، ممکن است باعث تغییر شکل چارچوب دستگاه شود. بنابراین باید مطمئن شویم که چارچوب دستگاه قادر به تحمل این دما باشد.
همچنین، آن پوششهای ضدآبی که دربارهشان صحبت کردیم، مقدار کمی از نور مادون قرمز را مسدود میکنند. برای جبران این موضوع، معمولاً توان لامپ را حدود ۵ تا ۱۰ درصد افزایش میدهیم. این هزینه کوچکی است که برای داشتن لامپی که خراب نشود، باید پرداخت شود.
ما این لامپها را به گونهای طراحی کردهایم که به راحتی بتوان آنها را جایگزین گرمکنهای قدیمی کرد. کافی است آنها را به کنترلکننده PID متصل کنید، دما را تنظیم کنید، و دیگر نیازی به استفاده از گرمکنهای قدیمی نیست.