फैब्रिकेशन प्रक्रिया में कार्बन उत्सर्जन कम करना: इन्फ्रारेड ही सही विकल्प है
यदि आप सेमीकंडक्टर फैक्ट्रियों में कार्बन-तटस्थता के लक्ष्यों को हासिल करना चाहते हैं, तो आपने शायद महसूस किया होगा कि पुरानी विधियाँ पर्याप्त नहीं हैं। हम में से अधिकांश लोग अभी भी रेजिस्टिव हीटिंग विधियों का ही उपयोग कर रहे हैं… जिससे वेफर के आसपास की हवा ही गर्म हो जाती है। यह तो बेकार ही है।
इसीलिए हम शॉर्ट-वेव इन्फ्रारेड सिस्टमों की ओर बढ़ रहे हैं। पूरे कमरे को गर्म करने के बजाय, ऊष्मा को सीधे वेफर तक ही पहुँचाया जाता है।
ऊष्मा का तर्क
इसे माइक्रोवेव ओवन एवं सामान्य ओवन की तुलना में समझें। काम शुरू करने से पहले पूरे कमरे के गर्म होने का इंतज़ार करने की आवश्यकता नहीं है। इन्फ्रारेड लैंपों से ऊष्मा तुरंत ही लक्ष्य तक पहुँच जाती है।
इससे प्रक्रिया में लगने वाला समय काफी कम हो जाता है। प्रति चक्र कम किलोवाट-घंटे ऊर्जा ही खर्च होती है… जो ऊर्जा लागत के लिहाज से बहुत बड़ा फायदा है। सूखने, सुखाने एवं एनीलिंग की प्रक्रियाओं में यह विधि बहुत ही प्रभावी है।
हार्डवेयर का चयन
ज्यादातर मामलों में, हम क्वार्ट्ज-हैलोजन ट्यूबों का ही उपयोग करते हैं। ये छोटे से क्षेत्र में ही बहुत अधिक ऊष्मा प्रदान करते हैं… जो कि क्लीन रूम में जगह की कमी की स्थिति में बहुत ही उपयोगी है। आमतौर पर, ऐसे ट्यूबों को उच्च-वोल्टेज सर्किटों से जोड़ा जाता है… ताकि केबलें पतली रहें एवं धारा का उपयोग नियंत्रित रहे।
और भी दक्षता हेतु, हम सोने या एल्यूमिनियम के रिफ्लेक्टरों का उपयोग करते हैं… जो अतिरिक्त ऊष्मा को वापस वेफर पर ही भेज देते हैं। इनके बिना, HVAC सिस्टम को आसपास की ऊष्मा से निपटने हेतु दोगुनी मेहनत करनी पड़ती है… जिससे ऊर्जा बचाने का उद्देश्य ही व्यर्थ हो जाता है।
एक छोटी सी सलाह: यदि आप पुराने लैंपों को बदल रहे हैं, तो अपने पावर सप्लाई सिस्टम की अच्छी तरह जाँच करें। हैलोजन फिलामेंटों में ऐसी आदत होती है कि वे चालू होते ही बहुत अधिक धारा खींच लेते हैं।
चुनौती: गति बनाम दबाव
इन्फ्रारेड विधि तो तेज़ है… लेकिन कभी-कभी यह बहुत ही तेज़ हो जाती है।
यदि आप वेफर पर अत्यधिक ऊष्मा डालेंगे, तो उसमें तापीय झटका या विकृति हो सकती है। यह एक संतुलन की बात है… आप बस वॉटेज को बढ़ा ही नहीं सकते… आपको एक अच्छा PID नियंत्रण चक्र ही आवश्यक है… ताकि आपके सामग्री को कोई नुकसान न पहुँचे।
लैंप तो सिर्फ आधा ही उपाय है… असली रहस्य तो नियंत्रण चक्र में ही है। यदि आपके सेंसर धीमे हैं, तो आप अपने लक्षित तापमान तक पहुँचने से पहले ही उसे पार कर जाएँगे… इसीलिए हम हमेशा तेज़ प्रतिक्रिया वाले पायरोमीटरों का ही उपयोग करने की सलाह देते हैं… ताकि सब कुछ स्थिर एवं पूर्वानुमेय रहे।