متوقف کردن گرم کردن هوا: روشی هوشمندانهتر برای پردازش ویفرها
اگر واقعاً میخواهیم به اهداف بیکربنی در کارخانه دست یابیم، باید دیگر به آن فرآیندهای قدیمی گرمایشی تکیه نکنیم. این روشها، مصرف انرژی زیادی دارند. در عوض، ما به سمت استفاده از روش گرمایش با امواج مادون قرمز حرکت میکنیم.
ایده ساده است: چرا باید کل محفظه خلا یا هوای اطراف ویفر را گرم کنیم، در حالی که فقط نیاز به گرم شدن خود ویفر وجود دارد؟ ما از سنسورها و لامپهای مادون قرمز برای انتقال گرما به دقت به جای مناسب استفاده میکنیم؛ دیگر نیازی به هدر دادن انرژی در فضاهای خالی نیست.
نحوه کارکرد این روش
روش گرمایش استاندارد، بر پایه انتقال حرارت از طریق جریان هوا است؛ این روش کند، پیچیده و مصرف انرژی زیادی دارد. اما روش مادون قرمز متفاوت است؛ این روش از تابش الکترومغناطیسی برای انتقال انرژی استفاده میکند.
با تنظیم تابش لامپ به گونهای که با میزان جذب انرژی توسط سیلیکون هماهنگ باشد، گرما مستقیماً به سطح ویفر منتقل میشود. این روش بسیار سریع است؛ زمان لازم برای گرم شدن ویفر نیز بسیار کمتر است. در نتیجه، مصرف انرژی برای هر ویفر به طور قابل توجهی کاهش مییابد.
کنترل دما
نمیتوانیم فقط گرما را اعمال کنیم و امیدوار باشیم که همه چیز خوب پیش برود؛ باید دما را به خوبی کنترل کنیم.
ما از سنسورهای مادون قرمز با سرعت بالا استفاده میکنیم که سطح ویفر را به صورت لحظهای زیر نظر دارند. این سنسورها با یک سیستم PID در ارتباط هستند؛ این سیستم، توان لامپ را به طور لحظهای تنظیم میکند. اگر نقطه گرمی ایجاد شود، سیستم بلافاصله توان لامپ را کاهش میدهد؛ این کار از خراب شدن ویفر جلوگیری کرده و هزینههای انرژی را نیز کاهش میدهد.
معایب این روش
مشکل اینجاست: وقتی از لامپهای مادون قرمز با تراکم بالا استفاده میکنیم، فشار حرارتی زیادی بر روی قطعات ماشین وارد میشود. البته ویفر به سرعت گرم میشود، اما قطعات اطراف آن نیز تحت فشار قرار میگیرند. باید مطمئن شویم که سیستمهای خنککننده ما به اندازه کافی قوی هستند تا بتوانند این گرمای تمرکز شده را مدیریت کنند. اگر سیستم خنککننده ضعیف باشد، صرفهجویی در مصرف انرژی، منجر به خرابی ماشین خواهد شد.
پیامدهای این روش برای کارخانه
جایگزینی فرآیندهای گرمایشی قدیمی با سیستمهای مادون قرمز، باعث کاهش مصرف انرژی در مراحل پردازش ویفرها میشود. برای بسیاری از خطوط تولید قدیمی، این تغییر کاملاً ساده است.
ما متوجه الگویی شدهایم: هر چه کیفیت سنسورهای مادون قرمز بهتر باشد، مصرف انرژی نیز کمتر خواهد بود. این روش، روشی برنده-برنده است؛ کمترین هدررفت انرژی، کمترین تعداد ویفرهای رد شده، و کاهش چشمگیری در اثرات کربنی.