کاهش مصرف انرژی در کارخانههای تولید نیمههادی: استفاده از سیستمهای گرمایش مادون قرمز
باید صادق باشیم؛ کارخانههای تولید نیمههادی، مصرفکنندگان بسیار زیادی از انرژی هستند. اکثر دستگاههای قدیمی موجود در اتاقهای پاک، هنوز از روشهای گرمایش مقاومتی یا چرخههای حرارتی غیرکارآمد استفاده میکنند؛ این روشها باعث اتلاف انرژی میشوند. به همین دلیل، شاهد تغییر رویکرد بسیاری از کارخانهها به سمت سیستمهای گرمایش مادون قرمز هستیم. این روش، روشی بسیار بهتر برای گرم کردن دستگاهها است.
چرا این روش مؤثر است؟
در واقع، گرمکنهای معمولی سعی میکنند فقط هوای اطراف را گرم کنند تا ویفر گرم شود؛ این کار باعث اتلاف انرژی زیادی میشود. لامپهای مادون قرمز روش متفاوتی دارند؛ آنها از تشعشعات نوری برای گرم کردن ویفر استفاده میکنند؛ بنابراین فوتونها مستقیماً به سطح ویفر برخورد میکنند. در این روش، انرژی بیشتری هدر نمیرود. همچنین، با استفاده از الگوهای گرمایشی با تراکم بالا، زمان لازم برای گرم شدن ویفر به شدت کاهش مییابد. این روش بسیار سریع است؛ و چون چرخههای گرمایشی کوتاهتر هستند، مصرف انرژی برای هر ویفر نیز کاهش مییابد.
تنظیم پارامترها به درستی
اگر میخواهید یک خط تولید قدیمی را بهبود بخشید، نمیتوانید فقط لامپها را وصل کنید؛ باید به تراکم انرژی توجه کنید. ما معمولاً از لامپهای کوارتزی با توان بالا و منعکسکنندههای متمرکز برای حفظ گرما در جای مناسب استفاده میکنیم. اما باید طول موج لامپها را با ماده ویفر هماهنگ کنید؛ در غیر این صورت، انرژی فقط از روی سطح ویفر منعکس شده و هیچ فایدهای نخواهد داشت. برای بهرهبرداری بهتر، از منعکسکنندههای پوشیده شده با طلا استفاده میکنیم؛ این روش عملی است و امکان استفاده از لامپها با توان کمتر را فراهم میکند؛ در نتیجه، دمای سطح ویفر درست حفظ میشود و هزینه برق نیز کاهش مییابد.
معایب
البته، سیستمهای گرمایش مادون قرمز، جادویی نیستند. لامپهای با توان بالا، مقدار زیادی گرما تولید میکنند؛ اگر لامپهایی با توان بالا را در چارچوبهایی که برای گرمکنهای مقاومتی ساخته شدهاند، قرار دهید، ممکن است ساختار دستگاه آسیب ببیند یا سنسورها از کار بیفتند. بنابراین، باید مطمئن شوید که سیستمهای خنککننده شما قادر به مقابله با این میزان گرما باشند. من همیشه توصیه میکنم که از کنترلکنندههای PID و پیرومترهای با واکنش سریع برای کنترل دما استفاده کنید؛ این کار باعث میشود دما از حد مجاز فراتر نرود و مصرف انرژی نیز کاهش یابد.