مراقب فاصله باشید: چگونه چند میلیمتر میتواند به کاهش اثرات کربنی شما کمک کند
اگر بخواهیم صادقانه درباره رسیدن به تعادل کربنی در کارخانههای تولید نیمههادی صحبت کنیم، باید درباره انرژیای صحبت کنیم که در حین گرم کردن ویفرها هدر میرود. اکثر کارخانهها هنوز از سیستمهای قدیمی استفاده میکنند؛ این سیستمها در واقع مانند گرمایشکنهای ساده عمل میکنند.
استفاده از لامپهای مادون قرمز کمامواج میتواند کمک زیادی کند. اما مشکل اینجاست که صرفهجویی واقعی در مصرف انرژی به یک عامل بستگی دارد: فاصله بین فیلامنت لامپ و ویفر.
فیزیک این فاصله هوایی
نمیتوانید فقط لامپ را درون چارچوب مناسب قرار دهید و کار تمام شود. اگر فاصله لامپ خیلی زیاد باشد، گرمای تولید شده بر روی دیوارههای محفظه هدر خواهد رفت. اما اگر فاصله لامپ خیلی کم باشد، نقاط داغی ایجاد خواهد شد؛ این امر منجر به تغییر شکل ویفرها و ایجاد تنش حرارتی میشود.
ما به دنبال «نقطه بهینه» هستیم؛ این نقطه بستگی به توان لامپ و سرعتی دارد که میخواهیم دمای ویفرها به سرعت افزایش یابد. فاصله کمتر به معنای انتقال سریعتر گرما به ویفرهاست؛ این امر باعث کاهش زمان مصرف انرژی میشود.
تضادهای موجود (چون هیچ چیز رایگان نیست)
تراکم گرمای بالاتر خوب به نظر میرسد، اما قیمتی دارد. وقتی فاصله لامپ کمتر میشود، فشار زیادی بر روی پوشش کوارتزی لامپ وارد میشود. اگر از فنهای خنککننده یا سیستمهای آبی برای خنک کردن لامپ استفاده نکنید، لامپها خیلی زود خراب خواهند شد.
من چندین بار این اتفاق را دیدهام؛ مهندسان آنقدر روی هزینههای انرژی تمرکز میکنند که فراموش میکنند به سختافزارها توجه کنند؛ در نتیجه، تمام پساندازهایشان صرف خرید لامپهای جدید میشود.
تأثیر این کار بر معیارهای کاری شما
صرفهجویی چند ثانیه در هر ویفر چندان مهم به نظر نمیرسد؛ اما وقتی این مقدار را در تعداد هزاران بار تولید در نظر بگیریم، میبینیم که این میزان بسیار زیاد است.
با تنظیم مناسب فاصله و استفاده از لامپهای دارای پوشش دقیق، میتوانیم میزان کیلووات‑ساعت مصرفی در هر ویفر را کاهش دهیم. این احتمالاً سریعترین راه برای کاهش اثرات کربنی بدون نیاز به تغییر کل خط تولید است.