کاهش میزان کربن در فرآیندهای تولید نیمههادی: چرا استفاده از فرآیند IR در خلأ واقعاً مؤثر است بیایید صادق باشیم: کورههای سنتی، مصرفکنندههای زیادی انرژی هستند. آنها مقدار زیادی انرژی را صرف گرم کردن کل محفظه کوره، از جمله دیوارههای آن، میکنند تا ویفر به دمای مناسب برسد. این کار مانند گرم کردن کل خانه فقط برای گرم کردن یک فنجان قهوه است؛ این کار بیفایده است. با توجه به قوانین سختگیرانه مربوط به کارخانههای سبز، این موضوع به یک مشکل جدی تبدیل شده است. در اینجاست که استفاده از فرآیند IR در خلأ میتواند مفید باشد. به جای گرم کردن کل محفظه، انرژی مستقیماً به ویفر منتقل میشود.
چگونگی عملکرد این فرآیند
در شرایط خلأ، پدیده همرفت وجود ندارد؛ بنابراین ما کاملاً به تابش انرژی تکیه میکنیم. ما این سیستمها را طوری تنظیم میکنیم که انرژی در طول موجهایی منتقل شود که سیلیکون یا گالیوم نیترید به خوبی آنها را جذب کنند. از آنجایی که انرژی مستقیماً به سطح ویفر منتقل میشود، دیگر نیازی به گرم کردن دیوارههای محفظه نیست؛ در نتیجه مصرف انرژی به شدت کاهش مییابد. همچنین، این فرآیند بسیار سریع است. زمان لازم برای گرم کردن ویفر کاهش مییابد و میزان انرژی مصرفی برای هر بار تولید نیز کمتر میشود. این روش کاملاً منطقی است.
جنبههای فنی
ما این لامپها را با استفاده از کوارتز با خلوص بالا و رشتههای تنگستن ساختهایم. اما از آنجایی که این لامپها در خلأ قرار دارند، باید بسیار مراقب بود تا از نشت انرژی جلوگیری شود. اگر انرژی از لامپ نشت کند، ویفر آلوده خواهد شد. هیچ کسی نمیخواهد ویفر آلوده داشته باشد. البته، یک معایب این روش نیز وجود دارد؛ یعنی ما مقدار زیادی انرژی را در فضای کوچکی ذخیره میکنیم. این موضوع فشار زیادی بر سیستمهای تأمین انرژی وارد میکند. اگر این لامپها با حداکثر توان کار کنند، باید مطمئن شد که سیستمهای خنککننده نیز به خوبی کار کنند. در غیر این صورت، لامپها دچار آسیب خواهند شد.
نتیجهگیری
استفاده از فرآیند IR در خلأ به این معناست که دیگر نیازی به استفاده از آن عناصر گرمایشی بزرگ نیست؛ زیرا این عناصر ساعتها بعد از پایان کار نیز گرم باقی میمانند. حالا، سیستم تنها زمانی انرژی زیادی مصرف میکند که واقعاً در حال گرم کردن ویفر است. برای بسیاری از سیستمها، این روش جایگزین خوبی برای روشهای گرمایشی سنتی است؛ زیرا باعث افزایش بهرهوری و کاهش مصرف انرژی میشود. فقط یک نکته مهم: حتماً مطمئن شوید که پمپهای خلأ شما قادر به تحمل این بار گرمایی هستند.