تعیین فاصله مناسب برای گرم کردن ویفرها با استفاده از نور مادون قرمز
در تولید نیمههادیها، از لامپهای نور مادون قرمز برای رساندن ویفرها به دمای مورد نظر استفاده میشود؛ همچنین، لازم است که این فرآیند به سرعت انجام شود. اخیراً، همه درباره «کارخانههای سبز» و دستیابی به بیاثری کربن صحبت میکنند. اگر این هدف شماست، باید به چگالی انرژی توجه کنید.
در واقع، موضوع به فاصله بین لامپ و ویفر بستگی دارد؛ ما آن را «فاصله ایمنی» مینامیم. اگر این فاصله را به درستی تعیین نکنید، در واقع پول خود را صرف گرم کردن دیوارههای محفظه در عوض سیلیکون میکنید.
تعادل بین فاصله و گرما
مشکل اینجاست که اگر لامپ را خیلی دور نگه دارید، انرژی به طور یکنواخت پخش میشود؛ در نتیجه، انرژی مورد نیاز برای گرم کردن ویفر افزایش مییابد. برای جبران این اتلاف، مجبورید توان لامپ را بالا ببرید؛ این کار باعث افزایش اثرات زیستمحیطی میشود.
اما نمیتوانید لامپ را مستقیماً در کنار ویفر قرار دهید؛ در این صورت، نقاط داغی ایجاد میشود که میتوانند ویفر را خراب کنند.
راه حل این است که فاصله مناسبی را پیدا کنید؛ باید گرمای وارد شده به سطح ویفر را به حداکثر برسانید، در حالی که تفاوت دمایی در سطح ویفر در محدوده ±۱ درجه سانتیگراد باقی بماند. این یک تعادل ظریف است.
کاهش اثرات زیستمحیطی با استفاده از تجهیزات بهتر
صرفهجویی در مصرف انرژی در کارخانههای تولید نیمههادیها، به معنای استفاده از نرمافزارهای پیشرفته نیست؛ بلکه به رفتار واقعی تجهیزات بستگی دارد.
وقتی فاصله ایمنی را کم کنیم و از منعکسکنندههای نور مادون قرمز استفاده کنیم، زمان لازم برای گرم کردن ویفر کاهش مییابد. لامپها در هر بار کار، کمتر روشن میمانند؛ این یک مسئله ساده است: زمان کمتر روشن بودن لامپ، به معنای مصرف کمتر انرژی است.
واقعیت پیچیده مهندسی
البته، اوضاع هرگز آنقدر ساده نیست که فقط کافی باشد لامپ را نزدیکتر نگه داریم.
اگر فاصله را خیلی کم کنیم، خطر آلودگی وجود دارد؛ همچنین، اگر لامپ خراب شود یا لوله کوارتز آسیب ببیند، مشکلاتی پیش خواهد آمد. علاوه بر این، برای جریان هوا نیز فضای کافی لازم است؛ اگر بدنه لامپ داغ شود، کل سیستم از کار میافتد.
برخی افراد سعی میکنند با خرید سیستمهایی با توان بالا، این مشکل را حل کنند؛ اما این کار درست نیست. سیستم خنککننده باید دو برابر تلاش کند تا انرژی اضافی را از سیستم خارج کند؛ در واقع، شما فقط انرژی بیشتری را برای جبران انرژی اضافی هدر میدهید. این یک روش بیفایده است.