Mengurangi Emisi Karbon dalam Proses Pembuatan Semikonduktor: Mengapa Penggunaan Inframerah dalam Keadaan Vakum Efektif
Sejujurnya, furnace konvensional membutuhkan energi yang sangat besar untuk memanaskan seluruh ruang di dalamnya—dinding-dindingnya pun ikut dipanaskan—hanya agar wafer mencapai suhu yang tepat. Ini sama saja dengan memanaskan seluruh rumah hanya untuk memanaskan secangkir kopi. Hal ini sangat boros energi. Dengan adanya aturan-aturan yang semakin ketat terkait “pabrik hijau”, hal ini menjadi masalah yang serius. Di sinilah peran inframerah dalam keadaan vakum. Alih-alih memanaskan seluruh ruangan, kita hanya perlu memanaskan wafer tersebut saja.
Bagaimana prinsip fisikanya bekerja
Dalam kondisi vakum, proses konveksi tidak terjadi. Kita sepenuhnya mengandalkan radiasi untuk memanaskan wafer. Kita menyetel sistem ini sedemikian rupa sehingga cahaya inframerah yang dihasilkan memiliki panjang gelombang yang sesuai untuk diserap oleh silikon atau gallium nitride. Karena energi langsung masuk ke dalam substrat, tidak ada energi yang terbuang untuk memanaskan dinding-dinding ruangan. Akibatnya, konsumsi daya menjadi jauh lebih rendah. Proses pemanasan juga berlangsung lebih cepat. Waktu yang dibutuhkan untuk memanaskan wafer pun berkurang, sehingga penggunaan energi per batch juga berkurang. Ini tentu saja masuk akal.
Aspek perangkat keras
Lampu-lampu ini dibuat dari kuarsa berkualitas tinggi dan filamen tungsten. Namun karena lampu-lampu ini berada dalam kondisi vakum, kita harus sangat memperhatikan sambungan-sambungannya. Jika ada kebocoran gas, maka akan terjadi kontaminasi. Tidak ada yang ingin wafernya rusak. Namun, ada trade-offnya. Kita perlu memasukkan banyak energi ke dalam ukuran perangkat yang kecil. Hal ini memberikan tekanan yang besar pada suplai daya. Jika Anda menggunakan lampu-lampu ini secara maksimal, pastikan bahwa sistem pendinginnya mampu menangani beban tersebut. Jika tidak, permukaan lampu akan rusak, dan hal ini tentu saja merupakan masalah yang tidak ingin dialami siapa pun.
Kesimpulan
Dengan menggunakan teknologi inframerah dalam keadaan vakum, Anda tidak perlu lagi mengandalkan elemen pemanas yang membutuhkan waktu lama untuk dingin setelah proses selesai. Sistem ini hanya membutuhkan energi yang besar saat benar-benar memanaskan wafer. Untuk banyak aplikasi, ini merupakan pengganti yang baik untuk sistem pemanasan konvensional. Anda akan mendapatkan efisiensi yang lebih baik dan biaya energi yang lebih rendah. Hanya saja, pastikan pompa vakum Anda mampu menangani beban termal yang ada, agar sambungan-sambungan perangkat tidak rusak.