फैब्रिकेशन प्रक्रिया में कार्बन कम करना: यूएचपी इन्फ्रारेड लैंप क्यों कारगर हैं?
यदि आप अपने सेमीकंडक्टर उत्पादन संयंत्र को कार्बन-तटस्थ बनाना चाहते हैं, तो आपको ऊष्मा संबंधी समस्याओं पर ध्यान देना होगा। ऊष्मा ही ऊर्जा का सबसे बड़ा खपतकर्ता है। हम में से अधिकांश लोग पुराने तरह के रेजिस्टिव हीटरों का उपयोग करते हैं; लेकिन ऐसे हीटर वास्तव में बड़े धातुई बॉक्सों में उपयोग होने वाले हीटर हैं… ऐसे हीटरों में वायु को गर्म करने हेतु बहुत अधिक ऊर्जा खर्च होती है।
यहीं पर यूएचपी इन्फ्रारेड लैंप काम आते हैं। ऐसे लैंप, सारी जगहों को गर्म करने के बजाय, ऊष्मा को सीधे उसी जगह पहुँचाते हैं, जहाँ उसकी आवश्यकता है – यानी वेफरों या क्वार्ट्ज ट्यूबों में।
रहस्य तो भौतिकी में ही है।
ऐसे लैंप छोटी तरंगदैर्घ्य वाले इन्फ्रारेड विकिरण का उपयोग करते हैं। इसे ऐसे ही समझें – ठंडे दिनों में जब सूरज की किरणें आपकी त्वचा पर पड़ती हैं, तो आपको तुरंत ही गर्मी महसूस होती है… भले ही आसपास की हवा बहुत ठंडी ही क्यों न हो। हम इन लैंपों का उपयोग उच्च तापमान पर उत्पादन प्रक्रियाओं हेतु करते हैं… क्योंकि ये ऊर्जा को सीधे सब्सट्रेट तक पहुँचाते हैं।
यह तो बहुत ही कुशल तरीका है… इससे प्रति वेफर पर कम किलोवाट-घंटे ऊर्जा खर्च होती है… इससे कार्बन उत्सर्जन भी कम हो जाता है।
लेकिन ऐसे लैंपों का उपयोग करने में भी कुछ सावधानियाँ आवश्यक हैं।
इस उद्योग में, थोड़ी सी भी दूषितता पूरे उत्पादन प्रक्रम को नष्ट कर सकती है… इसीलिए हम सिंथेटिक क्वार्ट्ज सामग्री का ही उपयोग करते हैं… ऐसी सामग्री बहुत ही शुद्ध होती है… इसलिए धात्विक आयनों के कारण कोई समस्या नहीं होती। इसके अलावा, ऐसे लैंपों में उपयोग होने वाले फिलामेंट लंबे समय तक स्थिर वोल्टेज दे पाते हैं… कोई भी व्यक्ति हर कुछ हफ्तों में लैंप बदलना नहीं चाहता।
एक छोटी सी सलाह: लैंपों को लगाने हेतु उपयोग होने वाले ब्रैकेटों पर ध्यान दें।
क्वार्ट्ज गर्म होने पर फैल जाता है… यदि लैंपों को बहुत जोर से लगाया जाए, तो ट्यूबें टूट सकती हैं… इसलिए लैंपों को थोड़ी जगह देना आवश्यक है।
लेकिन ऐसे लैंपों के उपयोग में कुछ नुकसान भी हैं…
“ग्रीन फैक्ट्री” सेटअप में, ऊष्मा को नियंत्रित करने हेतु PID कंट्रोल का उपयोग किया जाता है… इससे उत्पादन प्रक्रिया बहुत ही तेज हो जाती है… लेकिन ऐसे लैंपों की ऊर्जा घनत्व बहुत ही अधिक होती है… इसलिए ऐसे लैंपों को पुराने चेसिस में लगाना सही नहीं है… यदि कूलिंग सिस्टम पर्याप्त न हो, तो लैंपों के अंतिम हिस्से जल सकते हैं…
यदि कूलिंग सिस्टम ठीक हो, तो यह तो एक बेहतरीन विकल्प है।