सेमी-फैब्रिकेटेड उत्पादों में होने वाली ऊर्जा-बर्बादी कम करना: आईआर हीटिंग संबंधी सच्चाई
यदि हम वास्तव में सेमीकंडक्टर कारखानों में कार्बन-न्यूट्रलिटी के लक्ष्यों को पूरा करना चाहते हैं, तो हमें थर्मल प्रक्रिया के दौरान होने वाली ऊर्जा-बर्बादी को रोकना होगा। लंबे समय तक लोगों ने पारंपरिक रेसिस्टिव हीटरों का ही उपयोग किया। लेकिन ऐसे हीटर अप्रभावी हैं।
हमने वैक्यूम-अनुकूल आईआर लैंपों का उपयोग शुरू कर दिया है। इन लैंपों के द्वारा ऊर्जा सीधे वेफर पर ही खर्च होती है; इससे ऊर्जा की बर्बादी नहीं होती।
वैक्यूम में इसका कार्य-तंत्र
वैक्यूम में भौतिकी के नियम अलग हो जाते हैं… क्योंकि वहाँ कंवेक्शन ही नहीं होता। ऐसी स्थिति में केवल विकिरण ही उपयोग में आता है।
हमने अपने आईआर लैंपों को ऐसे ही डिज़ाइन किया है कि वे छोटी-तरंगदैर्घ्य वाला विकिरण उत्पन्न करें… ऐसा करने से ऊर्जा की बर्बादी नहीं होती।
लेकिन एक समस्या है…
चूँकि वैक्यूम में हवा ही नहीं होती, इसलिए लैंप की सतह बहुत जल्दी गर्म हो जाती है। चीजों को साफ रखने हेतु हम उच्च-शुद्धता वाले क्वार्ट्ज का उपयोग करते हैं… यदि सस्ता क्वार्ट्ज इस्तेमाल किया जाए, तो गैसें निकलने लगती हैं… और यह सिलिकॉन को दूषित करने का कारण बनता है।
हमें वॉटेज के मामले में भी बहुत सावधान रहना होता है… क्योंकि हवा ही नहीं होती, इसलिए वेफर में अतिरिक्त ऊर्जा जमा नहीं हो पाती… यदि वॉटेज अधिक हो जाए, तो वेफर नष्ट हो जाता है।
ऊर्जा एवं जगह की बचत
कार्बन-फुटप्रिंट को कम करने हेतु सबसे बड़ा लाभ तो त्वरित तापमान-वृद्धि ही है… रेसिस्टिव हीटरों में तापमान बढ़ने में बहुत समय लगता है… जबकि हमारे आईआर सिस्टम में कुछ ही सेकंड में लक्षित तापमान प्राप्त हो जाता है।
इसके अलावा, ये लैंप बहुत अधिक ऊर्जा उत्पन्न करते हैं, लेकिन बहुत कम जगह घेरते हैं… इससे हीटरों का आकार कम हो जाता है… और क्लीनरूम में अन्य उपकरणों के लिए जगह भी बच जाती है।
लेकिन कुछ नुकसान भी हैं…
उच्च-तीव्रता वाले आईआर लैंपों का उपयोग करने से वायरिंग एवं पावर सप्लाई पर बहुत दबाव पड़ता है… वैक्यूम में इतनी अधिक ऊर्जा डालने हेतु बाहरी शीतलन प्रणाली भी बहुत ही प्रभावी होनी चाहिए… यदि शीतलन प्रणाली विफल हो जाए, तो लैंप तुरंत ही नष्ट हो जाता है… क्योंकि उसके पास ऊर्जा निकालने का कोई तरीका ही नहीं होता।