رسیدن به بهینگی مناسب: استفاده از حرارت مادون قرمز برای گرم کردن ویفرها
اگر قصد دارید کاهش آلایندههای کربنی تولیدخانه خود را داشته باشید، احتمالاً به فکر جایگزینی هیترهای مقاومتی قدیمی با سیستمهای حرارتی مادون قرمز فکر کردهاید. این کار یک انتخاب هوشمندانه است. اما نکته مهم این است که صرفهجویی واقعی در مصرف انرژی زمانی اتفاق میافتد که فاصله بین لامپ و ویفر تا حد امکان کم شود.
موضوع فقط سریعتر گرم شدن ویفر نیست؛ بلکه مهم این است که از اتلاف انرژی جلوگیری شود و دیوارههای محفظه نیز بیدلیل گرم نشوند.
نقطه بهینه
فاصله بین لامپ و ویفر را میتوان مانند یک دکمه برای کنترل کارایی در نظر گرفت. اگر این فاصله بیش از حد زیاد باشد، در واقع در حال پرداخت هزینه برای گرم کردن هوا و تجهیزات اطراف هستید؛ این کار هدر دادن انرژی است.
اما نمیتوان لامپ را مستقیماً به ویفر نزدیک کرد؛ این کار میتواند منجر به مشکلات جدی شود. اگر فاصله خیلی کم باشد، ویفر دچار تغییر شکل میشود؛ اگر فاصله خیلی زیاد باشد، کارایی سیستم کاهش مییابد و مدت زمان کارکرد سیستم نیز افزایش مییابد. در همین حالت است که آلایندههای کربنی دوباره افزایش مییابند.
شما به یک فاصله دقیق نیاز دارید؛ یعنی فاصلهای که هم امکان گرم شدن سریع ویفر را فراهم کند، هم از ایجاد نقاط گرم محلی جلوگیری کند.
سرعت در برابر پایداری
ما از لامپهای مادون قرمز کوتاهامواج استفاده میکنیم؛ زیرا این لامپها بهتر از لامپهای طولامواج، در سطح ویفر نفوذ میکنند. مزیت این روش این است که میتوانید فاصله ایمنی کمی بیشتری داشته باشید و باز هم سرعت گرم شدن ویفر را حفظ کنید. همچنین، این روش باعث میشود دمای سطح ویفر یکنواختتر شود.
یک نکته مهمی که مردم اغلب فراموش میکنند این است که فلزات نیز حرکت میکنند. وقتی که پوشش لامپها گرم میشود، آنها انبساط مییابند. اگر محل نصب لامپها حتی چند میلیمتر تغییر کند، فاصله ایمنی نیز تغییر خواهد کرد. در نتیجه، مصرف انرژی افزایش مییابد و فرآیند تولید نیز مختل میشود. این تغییرات کوچک، اما اهمیت زیادی دارند.
واقعیت «رویکرد سبز»
باید صادق باشیم؛ تغییر به سمت کارخانههای سبز مبتنی بر تکنولوژی مادون قرمز، کار سادهای نیست. لامپهای مادون قرمز با تراکم بالا، مقدار زیادی انرژی مصرف میکنند. بنابراین، به یک سیستم کنترل PID قوی نیاز دارید تا از فراتر رفتن از دمای مورد نظر جلوگیری شود. همچنین، نباید کنترل سیستم خنککننده را نادیده گرفت.
اگر راهی برای کنترل گرمای بازتابی که از ویفر عبور میکند، نداشته باشید، در واقع انرژی را صرفهجویی نکردهاید؛ فقط گرمای اضافی را از ابزار تولید به سیستم تهویه ساختمان منتقل کردهاید. این روش مشکل را حل نمیکند؛ فقط آن را جابجا میکند.