Yarı iletken üretim tesislerinde karbon emisyonlarını azaltmak: Neden hassas kızılötesi ısıtma yöntemi işe yarar?
Dürüst olalım; yarı iletken üretim tesislerinde karbonsuz hedeflere ulaşma baskısı giderek artıyor. Uzun süredir sadece konveksiyon fırınları kullanıldı, ancak bunlar enerji açısından oldukça verimsizdir. Wafer’ı doğru sıcaklığa getirmek için tüm odanın ısıtılması gerekiyor. Bu da büyük bir enerji kaybı anlamına gelir.
İşte bu yüzden hassas kızılötesi ısıtma yöntemine geçiyoruz. Kızılötesi lambalar, wafer’in etrafındaki havayı ısıtmak yerine doğrudan yüzeyini ısıtır. Bu yöntem daha temiz ve daha verimlidir.
Isının tam olarak ihtiyaç duyulan yere gitmesi
İşin harika yanı şu: Doğru sensörler ve lambalar sayesinde ısı akışını milimetre seviyesinde kontrol edebiliriz. Kısa dalga boylu kızılötesi ışınlar kullanılır; çünkü bu ışınlar enerjiyi eski yöntemlere kıyasla çok daha hızlı aktarır. Böylece işlem sıcaklığına çok daha kısa sürede ulaşılır. Bu da her wafer için daha az enerji tüketimi anlamına gelir.
Ayrıca sistemin aşırı ısınmamasını sağlamak için de çok zaman harcarız. Fazla enerji harcadıktan sonra tekrar enerjiyi azaltmak zorunda kalmak berbat bir durumdur. Doğru sıcaklığa ulaşıldığında enerji israfı sona erer. Böylece karbon ayak iziniz küçülür ve faturalarınız da azalır.
Donanımın detayları
Elbette bu lambaları oraya atıp en iyisini ummak yeterli değil. Doğru şekilde yerleştirilmeleri gerekir. Yüksek kaliteli kuvars ve özel yansıtıcılar kullanılır ki radyasyon doğrudan wafer’e ulaşsın ve makinenin duvarları ısımasın.
Ancak bir dezavantaj var: Yüksek yoğunluktaki kızılötesi ışınlar ciddi miktarda lokal ısı oluşturur. Eğer soğutma sistemleri yeterli değilse, sensörlerin verileri yanlış olur ve durum karmaşıklaşır. Her şeyin sabit kalması için –±1°C aralığında– bu lambaların kapalı döngülü PID kontrol cihazlarıyla birlikte kullanılması gerekir.
“Yeşil fabrika” işletmenin daha iyi yolu
En iyi yanı şu: Saatlerce ısınan devasa ısıtıcılara bağımlı kalmaktan kurtulabilirsiniz. Kızılötesi ısıtma ile sistem anında çalışmaya başlar. Sistemi kapatabilir ve saniyeler içinde tekrar çalışır hale getirebilirsiniz. Artık makine boşta iken enerji israfı olmaz.
Eğer yeni bir üretim hattı kuruyorsanız, bu muhtemelen üretim hızınızı düşürmeden karbon emisyonlarınızı azaltmanın en hızlı yoludur. Gerçekten işe yarıyor.