کاهش میزان کربن در فرآیندهای تولید نیمهساخته، با استفاده از گرمکنهای مادون قرمز در شرایط خلأ
اگر تجربه کار در کارخانههای تولیدی را داشته باشید، میدانید که کنترل دقیق دما چقدر مهم است. اما برای جلوگیری از اکسیداسیون و آلودگی ویفرها، باید این کار را در شرایط خلأ انجام داد. اکثر افراد از گرمکنهای سنتی استفاده میکنند، اما ما روش بهتری پیدا کردهایم: گرمکنهای مادون قرمز سازگار با شرایط خلأ.
این روش سادهای است، اما تأثیر زیادی بر هزینههای انرژی و میزان کربن تولید شده دارد.
فیزیک پشت این روش
در شرایط خلأ، انتقال حرارت از طریق هوا کاملاً از بین میرود؛ تنها راههای انتقال حرارت، تابش و انتقال حرارتی است. ما گرمکنهای مادون قرمز خود را طوری طراحی کردهایم که از این روشها استفاده کنند. به جای هدر دادن انرژی برای گرم کردن کل دیوارههای محفظه خلأ، انرژی را مستقیماً به سمت ویفرها هدایت میکنیم. این کار باعث میشود دیوارههای محفظه خنکتر بمانند؛ در نتیجه، کولرها و پمپهای سردکننده نیازی به تلاش زیادی ندارند. این کار باعث صرفهجویی زیادی در مصرف انرژی میشود.
تجهیزات و راهاندازی
ما از کوارتز با خلوص بالا و فیلامنتهای ویژه استفاده میکنیم؛ زیرا در اینجا «کافی بودن» کافی نیست. اگر در لامپ هرگونه ناخالصی وجود داشته باشد، این ناخالصیها باعث آلودگی خلأ و کاهش کیفیت محصول میشوند. این وضعیت واقعاً وحشتناک است. هنگام انتخاب این تجهیزات، باید به سطح خلأ و سرعت لازم برای رسیدن به دمای مورد نظر توجه کنید.
مزیت واقعی این روش: سرعت
گرمکنهای سرامیکی سنگین، زمان زیادی برای رسیدن به دمای مورد نظر نیاز دارند؛ اما گرمکنهای مادون قرمز، در عرض چند ثانیه به دمای مورد نظر میرسند. این کار باعث میشود زمان کمتری برای انتظار صرف شود.
معایب این روش
نمیتوانم بگویم که این روش یک راه حل جادویی است؛ گرمایش مادون قرمز با چگالی بالا، دارای معایبی نیز هست. موجهای کوتاه مادون قرمز بسیار قوی هستند؛ اگر ویفر در فاصله چند میلیمتری از منبع حرارتی قرار داشته باشد، نقاط داغی ایجاد خواهد شد. برای جلوگیری از این مشکل، به یک کنترلکننده PID قوی و دستگاه اندازهگیری دما نیاز دارید. همچنین، باید مراقب منبع تغذیه نیز باشید؛ اگر ولتاژ ناگهانی وجود داشته باشد، فیلامنتها خراب خواهند شد. البته، از سیمهای مقاوم در برابر دمای بالا استفاده کنید؛ در غیر این صورت، عایقبندی سیمها از بین خواهد رفت و شما دوباره به نقطه شروع برخواهید گشت.