क्लीनरूम में कार्बन उत्सर्जन को कम करने हेतु: वेफरों को गर्म करने का एक बेहतर तरीका
चलिए, सेमीकंडक्टर निर्माण के बारे में ईमानदार रहें – यह तो बहुत ही ऊर्जा-खपत वाली प्रक्रिया है। अधिकांश समय, हम “रेजिस्टिव हीटिंग” विधि का उपयोग करते हैं… यानी पूरे चेंबर को गर्म करके ही वेफर को सही तापमान तक पहुँचाया जाता है। यह तो बेकार ही ऊर्जा-खपत है… ऐसा लगता है, जैसे पिज्जा के एक टुकड़े को गर्म करने हेतु पूरे घर को ही गर्म किया जा रहा हो।
यहीं पर वैक्यूम-संगत इन्फ्रारेड हीटिंग विधि काम आती है। हवा को गर्म करने के बजाय, हम ऊष्मा को सीधे वेफर पर ही भेजते हैं। यह तो एक बेहतर तरीका है… इससे कारखाने का कार्बन उत्सर्जन कम हो जाता है।
इसका भौतिकीय सिद्धांत
वैक्यूम में काम करते समय, हम वायु-संचालित हीटिंग पर भरोसा नहीं कर सकते… हमें तो विकिरण एवं संवहन विधियों का ही उपयोग करना होता है। हमने अपने इन्फ्रारेड लैंपों को ऐसे ही डिज़ाइन किया है कि वे छोटी तरंगदैर्घ्य वाला विकिरण उत्पन्न करें… जो सीधे वेफर में जाए।
परिणाम? लक्षित तापमान तक पहुँचने में समय कम लगता है… मशीनें कम समय तक निष्क्रिय रहती हैं, और अधिक समय उत्पादन में ही व्यतीत होता है। इसके अलावा, चूँकि ये उच्च-वॉटेज वाले लैंप बहुत ही छोटे होते हैं, इसलिए पूरा उपकरण भी छोटा ही रहता है… हमें आवश्यक ऊर्जा भी बिना किसी बड़े हार्डवेयर के ही मिल जाती है।
एक हरित कारखाना बनाना
यदि आप कार्बन-तटस्थता हासिल करना चाहते हैं, तो आपको उन “अनावश्यक ऊर्जा-खपत” वाले तत्वों को दूर करना होगा… जो चीजें तैयार होने तक बर्बाद हो जाती हैं।
इन्फ्रारेड हीटिंग तो तुरंत ही काम करती है… आपको ओवन को पहले से गर्म करने में घंटों लगाने की आवश्यकता नहीं है… बस स्विच चालू करें, और कुछ ही सेकंड में तापमान सही हो जाता है।
हम विशेष क्वार्ट्ज आवरणों एवं हैलोजन फिलामेंटों का उपयोग करते हैं… ताकि ऊर्जा सीधे वेफर में ही जाए… चेंबर की दीवारों में नहीं। यह तो स्वाभाविक ही है।
समस्याएँ एवं उनका समाधान
हालाँकि, इसमें एक समस्या है… उच्च-तीव्रता वाले इन्फ्रारेड लैंपों से लैंपों के छोरों पर बहुत अधिक ऊष्मा उत्पन्न होती है। यदि आप समय बचाने हेतु उच्च-वॉटेज वाले लैंपों का उपयोग करते हैं, तो आपको वॉटर-कूलिंग सिस्टम पर भी ध्यान देना होगा।
यदि ये कनेक्टर बहुत गर्म हो जाते हैं, तो फिलामेंट जल जाते हैं… यह तो एक सरल समस्या है… लेकिन इसे ठीक से ही सुलझाना होगा।
अंत में, इन्फ्रारेड हीटिंग का उपयोग करने से प्रति वेफर में खपत होने वाली ऊर्जा कम हो जाती है… यह तो एक सरल तरीका है… जिससे क्लीनरूम को हरित बनाया जा सकता है… बिना उत्पादन दर में कमी लाए।