Yarı iletken üretim tesislerinde karbon emisyonlarını azaltmak: Waferleri ısıtmanın daha akıllıca yolu
Eğer yarı iletken üretim tesislerinde gerçekten karbonsuz bir ortam yaratmak istiyorsak, waferleri ısıtmak ve kurutmak için gereksiz yere bu kadar çok enerji harcamaktan vazgeçmeliyiz.
Çoğu standart dirençli ısıtıcılar aslında verimsizdir; ısıyı her yere yayarak tüm odayı ısıtır. Oysa asıl gereken sadece waferin ısınmasıdır. Bu da enerji israfı demektir.
İşte bu yüzden kısa dalga infrared lambalarını kullanıyoruz. Bu lambalar hava yerine doğrudan waferin yüzeyine ısı gönderir. Bu sayede süreç sıcaklığına daha hızlı ve verimli bir şekilde ulaşılır.
Nasıl çalışır?
Kısa dalga infrared ışınları, fotonları doğrudan waferin yüzey tabakasına gönderir. Böylece tüm odanın önce ısınmasını beklemenize gerek kalmaz. Artık termal gecikme olmaz; sadece doğrudan ısı elde edilir.
Chip’in etrafındaki boş alanları ısıtmayı bıraktığınızda, her bir chip için harcanan enerji azalır. Bu basit bir değişiklik gibi görünse de, gerçek dünyada “yeşil fabrikalar”ın işlevsel olabilmesi için çok önemlidir.
Dengelenme sorunu
Ancak burada bir sorun var: Hızlı ısı artışı elde etmek için yüksek güçlü kuvars lambalara ihtiyaç duyulur. Bunlar güçlü olsa da, bu yoğunluk kuvars malzemeye büyük baskı uygular. Eğer lambayı maksimum gücünde kullanırsanız, hızla yanar.
Bu yüzden, yüksek güç ile donanımın ne kadar süre dayanacağı arasında bir denge bulmak gerekir. Genellikle seyrek aralıklarla güç değişimi yapılmasını öneriyoruz. Böylece termal profil sabit kalır ve lambalar her birkaç haftada bir bozulmaz.
Üretim sürecine entegrasyon
En iyi yanı şu ki, bunlar büyük değişiklikler gerektirmez. Eski ısıtıcıların yerine kolayca monte edilebilirler. Isının wafer üzerinde kalmasını sağlamak için hassas yansıtıcılar kullanılır. Böylece ısı taşıyıcıya veya duvarlara yayılmaz. Bu da odanın geri kalan kısmının serin kalmasını sağlar. Odanın serin kalmasıyla birlikte HVAC ve soğutma sistemlerinin tesisin aşırı ısınmasını engellemek için daha az çaba sarf etmesi gerekir. Böylece hem ısıtıcıdan hem de tesis düzeyinde enerji tasarrufu sağlanır. Bu oldukça mantıklıdır.