फैब्रिकेशन प्रक्रिया में कार्बन कम करना: आईआर हीटिंग क्यों कारगर है?
सेमीकंडक्टर फैब्रिकेशन संयंत्रों को कार्बन-न्यूट्रलिटी के लक्ष्यों को पूरा करने हेतु कड़ी मेहनत करनी पड़ रही है। लेकिन अगर हम वास्तविक स्थिति पर नज़र डालें, तो वेफरों को सूखाने की प्रक्रिया में बहुत सारी ऊर्जा बर्बाद हो जाती है।
मैं हमेशा ऐसा ही देखता हूँ – संयंत्रों में अभी भी पुराने तरह के हीटिंग उपकरणों का उपयोग किया जा रहा है। यह बहुत ही अकुशल तरीका है। वास्तव में, आप पूरे चैंबर एवं उसके आसपास की हवा को गर्म करने हेतु बहुत सारी ऊर्जा खर्च कर रहे हैं, जबकि वास्तव में आपको तो केवल वेफर को ही गर्म करने की आवश्यकता है।
आईआर हीटिंग का वास्तविक लाभ
जब मैं किसी फैब्रिकेशन संयंत्र में जाकर ड्राइंग प्रक्रिया का ऑडिट करता हूँ, तो मैं सबसे पहले “थर्मल लैग” की जाँच करता हूँ।
सोचिए – कन्वेक्शन विधि में हवा को गर्म करने में बहुत समय लगता है; फिर ही हवा वेफर को गर्म कर पाती है। इसमें बहुत समय लगता है। लेकिन आईआर हीटिंग में ऐसा नहीं होता – यह ऊर्जा को सीधे वेफर की सतह तक पहुँचाती है।
शॉर्ट-वेव आईआर हीटिंग के उपयोग से मशीनों एवं उनके आसपास की हवा पर ऊर्जा की बर्बादी रुक जाती है। प्रति वेफर पर खर्च होने वाली ऊर्जा कम हो जाती है। बस इतना ही।
सही सेटअप – एवं कहाँ गलतियाँ होती हैं?
अब, आप सिर्फ हीटर बदलकर ही काम नहीं कर सकते। ऐसा करना इतना आसान नहीं है।
कार्बन फुटप्रिंट को कम करने हेतु, आपको तरंगदैर्घ्य को सही ढंग से समायोजित करना होगा। यदि आईआर उत्सर्जक का तरंगदैर्घ्य वेफर या उस चीज़ के अवशोषण स्पेक्ट्रम के अनुरूप न हो, तो आप बेकार ही बिजली खर्च कर रहे हैं।
हम आमतौर पर उच्च-घनत्व वाले क्वार्ट्ज लैंपों का उपयोग करते हैं… क्योंकि ये जल्दी ही गर्म हो जाते हैं, एवं जल्दी ही ठंडे भी हो जाते हैं। इससे बैचों के बीच प्रतीक्षा करते समय हीटरों को लगातार चालू रखने की आवश्यकता नहीं पड़ती।
लेकिन यहाँ एक समस्या है – उच्च-तीव्रता वाले आईआर हीटर बहुत गर्म हो जाते हैं… खासकर लैंपों के सिरों पर। यदि आप कूलिंग फैन या वॉटर-जैकेटों का उपयोग न करें, तो आपके माउंटिंग ब्रैकेट या कनेक्टर खराब हो सकते हैं। यह एक बड़ी समस्या है।
इसका आपके “ग्रीन” संख्याओं पर क्या प्रभाव है?
जब आप कन्वेक्शन विधि के बजाय आईआर हीटिंग का उपयोग करते हैं, तो हर इकाई पर खर्च होने वाली ऊर्जा कम हो जाती है। ड्राइंग स्टेशन के लिए आवश्यक जगह भी कम हो जाती है। चूँकि हीटर कम समय ही चालू रहते हैं, इसलिए ग्रिड से ली जाने वाली ऊर्जा भी कम हो जाती है… जिससे CO2 उत्सर्जन भी कम हो जाता है।
इससे वेफर जल्दी ही तैयार हो जाते हैं… एवं आपके कार्बन स्कोर भी सटीक हो जाते हैं। यह तो एक बड़ी जीत है।