वैक्यूम आईआर की मदद से अर्धचालक निर्माण प्रक्रियाओं में कार्बन उत्सर्जन को कम करना
अर्धचालकों का निर्माण बहुत ही सटीकता के साथ किया जाता है, लेकिन उच्च वैक्यूम वातावरण में ऐसा करना ऊर्जा के दृष्टिकोण से बहुत ही कठिन है। अधिकांश कारखाने अभी भी प्रतिरोधक तापन विधि का ही उपयोग करते हैं; यह विधि तो ऐसी ही है, जैसे कि पूरे बर्तन को गर्म करके उसमें मौजूद एक ही दाने को गर्म करने की कोशिश करना। यह विधि धीमी है, बहुत अधिक ऊर्जा की खपत होती है, और इससे कार्बन उत्सर्जन भी बढ़ जाता है।
हम तो अलग तरीके से ही काम करते हैं। हम वैक्यूम-अनुकूल आईआर लैंपों का उपयोग करते हैं, ताकि ऊर्जा सीधे वेफर/सब्सट्रेट तक पहुँच सके। इससे कोई ऊर्जा बर्बाद नहीं होती।
भौतिकी के नियम कैसे काम करते हैं?
वैक्यूम में हवा के द्वारा ऊर्जा का संचार संभव नहीं है; इसलिए विकिरण ही ऊर्जा का स्रोत है। हम इन आईआर लैंपों को ऐसी तरंगदैर्घ्यों पर सेट करते हैं, जिन्हें लक्षित सामग्री आसानी से अवशोषित कर सके। इस तरह ऊर्जा सीधे लक्षित स्थान पर ही जाती है… यानी वेफर पर ही।
यह तो एक छोटा सा बदलाव है, लेकिन इससे प्रति वेफर पर खर्च होने वाली ऊर्जा में काफी कमी आ जाती है।
ऐसा कारखाना बनाना, जो पृथ्वी को नुकसान न पहुँचाए
यदि आप “हरित कारखाना” बनाना चाहते हैं, तो आपको थर्मल मास का ध्यान रखना होगा। भारी तापन उपकरणों को गर्म होने में बहुत समय लगता है, और ठंडा होने में भी बहुत समय लगता है। आईआर लैंपों में तो लगभग कोई थर्मल इनर्शिया ही नहीं होती… आप स्विच दबाते ही कुछ ही सेकंड में लक्षित तापमान प्राप्त हो जाता है।
इससे अनावश्यक रूप से मशीनों को लंबे समय तक चलाने की आवश्यकता ही नहीं पड़ती… यह तो बहुत ही कुशल तरीका है।
लेकिन हमने तो सिर्फ गति पर ही ध्यान नहीं दिया… वैक्यूम में मशीनों को लगातार चलाने से उपकरणों को नुकसान पहुँच सकता है… गैसों के कारण भी समस्याएँ हो सकती हैं… इसे रोकने हेतु हम उच्च-शुद्धता वाले क्वार्ट्ज एवं विशेष सीलों का उपयोग करते हैं… इससे कारखाना साफ रहता है… जिससे कम अपशिष्ट एवं कम ऊर्जा बर्बाद होती है।
वास्तविकता…
कोई भी उपकरण तो जादुई समाधान नहीं है… आईआर लैंप तो तापन प्रक्रिया में ऊर्जा बचाने में बहुत ही उपयोगी हैं… लेकिन ये तीव्र गर्मी भी पैदा करते हैं… यदि आपका शीतलन उपकरण उचित न हो, तो यह तीव्र गर्मी वैक्यूम सीलों को नष्ट कर सकती है… या सेंसरों को भी नष्ट कर सकती है…
आप तो बस वॉटेज बढ़ाकर ही काम नहीं कर सकते… आपको लैंप की शक्ति एवं आपके सिस्टम की क्षमता के बीच संतुलन बनाना होगा… वरना आप तो बस ऊर्जा लागत के बदले मरम्मत लागत ही वहन कर रहे हैं।