फैब्रिकेशन प्रक्रिया में कार्बन उत्सर्जन कम करने हेतु – आईआर ऊष्मा स्रोतों का उपयोग
ईमानदारी से कहें तो, सेमीकंडक्टर फैब्रिकेशन प्रक्रियाओं में बहुत अधिक ऊर्जा की आवश्यकता होती है। क्लीन रूमों में इस्तेमाल होने वाले पुराने उपकरणों में अभी भी प्रतिरोधक ऊष्मा स्रोतों का ही उपयोग किया जाता है; ऐसे उपकरणों से ऊर्जा बेकार ही वायु में चली जाती है। यह बेहद बर्बादी है। इसीलिए अब अधिकांश कंपनियाँ शॉर्ट-वेव इन्फ्रारेड सिस्टमों का उपयोग कर रही हैं। यह ऊर्जा का उपयोग करने हेतु एक बेहतर तरीका है।
यह क्यों कारगर है?
सामान्य हीटरों में तो केवल हवा को गर्म करने ही की कोशिश की जाती है, ताकि वेफर गर्म हो सके। यह ऊर्जा की बर्बादी है। लेकिन इन्फ्रारेड लैंपों में विकिरण का उपयोग किया जाता है; इसलिए फोटॉन सीधे ही लक्ष्य तक पहुँच जाते हैं। ऐसे में पूरे चेंबर को गर्म करने हेतु ऊर्जा की आवश्यकता ही नहीं पड़ती। उच्च-घनत्व वाले इन्फ्रारेड लैंपों के उपयोग से उत्पादन प्रक्रिया तेज हो जाती है… और चूँकि चक्र छोटे होते हैं, इसलिए प्रति वेफर पर खपत होने वाली ऊर्जा भी कम हो जाती है।
सही विनिर्देशों का चयन
यदि आप पुरानी प्रणालियों में सुधार कर रहे हैं, तो आप सीधे ही नए उपकरणों को जोड़ नहीं सकते। आपको ऊर्जा-घनत्व का ध्यान रखना होगा। हम आमतौर पर उच्च-वॉटेज वाले क्वार्ट्ज लैंपों एवं फोकस्ड रिफ्लेक्टरों का उपयोग करते हैं, ताकि ऊष्मा सही जगह पर ही जाए। लेकिन आपको तरंगदैर्घ्य को वेफर की सामग्री के अनुरूप ही चुनना होगा। यदि ऐसा न हो, तो ऊर्जा सीधे ही वेफर से टकरकर वापस आ जाएगी… और आपको फिर से शुरुआत से ही काम करना होगा।
इसका अधिकतम लाभ प्राप्त करने हेतु हम सोने से ढके रिफ्लेक्टरों का उपयोग करते हैं। यह तो जटिल लगता है, लेकिन वास्तव में यह बहुत ही उपयोगी है… इससे लैंपों को कम वॉटेज पर ही चलाया जा सकता है, जबकि सतह का तापमान ठीक वैसा ही रहता है जैसा आवश्यक है… और बिजली की लागत भी कम हो जाती है।
समस्याएँ
इन्फ्रारेड उपकरणों का उपयोग करने में कुछ समस्याएँ भी हैं। उच्च-तीव्रता वाले लैंपों से बहुत अधिक ऊष्मा उत्पन्न होती है… यदि आप ऐसे लैंपों को पुराने उपकरणों में ही लगाएंगे, तो उपकरणों को नुकसान पहुँच सकता है… इसलिए आपको अपनी शीतलन प्रणालियों को ऐसी ऊष्मा को संभालने हेतु उपयुक्त बनाना होगा।
मैं हमेशा PID कंट्रोलरों एवं त्वरित-प्रतिक्रिया वाले पायरोमीटरों का उपयोग करने की सलाह देता हूँ… ऐसा करने से तापमान नियंत्रित रहता है, और ऊर्जा की खपत भी कम हो जाती है। हार्डवेयर तो ठीक से ही फिट हो जाता है… लेकिन आपको अपने नियंत्रण तंत्रों में भी संशोधन करना होगा, ताकि इन्फ्रारेड उपकरणों की तेज गति के अनुरूप काम हो सके।