Yarı iletken üretim tesislerinde karbon emisyonlarını azaltmak: IR ısıtmanın neden etkili olduğu
Eğer yarı iletken üretim tesislerinde karbon nötralitesine ulaşmak istiyorsanız, sadece “yeşil enerji” kredileri satın almanın yeterli olmadığını hemen anlarsınız. Isı sorunlarıyla da başa çıkmanız gerekiyor.
Geleneksel dirençli ısıtıcılar veya büyük konveksiyon fırınlarını düşünün. Bunlar aslında enerji tüketimi açısından oldukça verimsizdirler. Wafer henüz sıcaklık değişikliğini hissetmeden, fırınlar zamanlarının yarısını havayı ve fırın duvarlarını ısıtmakla geçirir. Bu da bir israftır.
İşte bu yüzden hedefe yönelik IR lamba sistemlerine geçiyoruz. Artık odanın tamamını ısıtmak yerine, sadece işlenecek parçayı ısıtmaya başlıyoruz.
Isının doğru yere gitmesi
IR ısıtma, radyant enerji kullanır. Havanın ısınmasını beklemek yerine, lambalar fotonları doğrudan yüzeye gönderir. Bu çok hızlıdır. Isınma süresi azaldığı için waferin daha az zaman harcaması gerekir. Bu da her parti başına daha az kWh tüketimi ve daha düşük elektrik faturası anlamına gelir. Kullanılan malzemeye bağlı olarak uygun dalga boyunu seçeriz; hızlı ısıtma isteniyorsa kısa dalga boyu, daha derin ısıtma isteniyorsa orta dalga boyu kullanılır.
Temiz oda koşulları
Burada sadece ampulü değiştirerek işi bitiremezsiniz. Üretim tesislerinde partikül kirliliği büyük bir sorundur. Bir tane bile yabancı parça varsa verimlilik ciddi şekilde düşer. Isıtma sırasında gaz salınımını önlemek için özel kaplamalar ve kuvars koruyucular kullanılır.
En iyi yanı ise bu IR sistemlerinin devasa fırınlara kıyasla çok daha az alan kaplamasıdır. Böylece zeminde daha fazla alan elde edilir. Eğer elektrik dağıtım sisteminiz bu yoğun ısıyı kaldırabiliyorsa, bu sistemler mevcut ekipmanlarınıza kolayca entegre edilebilir.
Değerlendirme (çünkü hiçbir şey mükemmel değildir)
IR ısıtma güçlü olsa da oldukça seçici davranır. Şiddetli termal gradyanlar oluşturur. Eğer lamba birkaç milimetre bile saparsa, waferde sıcak noktalar oluşur. Bunu engellemek için her şeyin uniform kalması için sağlam PID kontrolörleri ve sensörler gereklidir.
Bir diğer sorun ise yüksek güçlü lambaların çok fazla ısı üretmesidir. Eğer HVAC ve soğutma sistemleriniz bu ısıyı temiz odadan uzaklaştıramıyorsa, alarmlar tetiklenir. Kurulumu biraz daha zahmetli olsa da, enerji tasarrufu bu zahmetin karşılığını verir.