دیگر نیازی به گرم کردن هوا نیست؛ روشی هوشمندانهتر برای مدیریت گرمای نیمههادیها
بیایید صادق باشیم درباره فرهای سنتی: در واقع، آنها جعبههای عظیمی هستند که تمام مولکولهای هوای داخل آنها را گرم میکنند، تا فقط یک ویفر کوچک به دمای مناسب برسد. این کار، هدررفت بسیار زیادی از انرژی است.
ما روش بهتری پیدا کردهایم؛ به جای گرم کردن کل اتاق، از لامپهای مادون قرمز کوتاهامواج برای گرم کردن سطح ویفر استفاده میکنیم. این روش مشابه استفاده از لامپ گرمایشی به جای هیتر فضایی است؛ یعنی دیگر نیازی نیست انرژی را صرف گرم کردن دیوارههای دستگاه کنیم، بلکه میتوانیم آن انرژی را در جای مناسب استفاده کنیم.
جادوی گرمای تابشی
نکته مهم این است که لامپهای مادون قرمز کوتاهامواج در فرکانس بالاتری کار میکنند؛ یعنی انرژی فقط روی سطح ویفر باقی نمیماند، بلکه وارد ساختار ویفر میشود.
به این ترتیب، میتوانیم دمای مورد نظر را خیلی سریعتر به دست آوریم. در یک «کارخانه سبز»، هر کیلووات-ساعت انرژی اهمیت زیادی دارد؛ با استفاده از لامپهایی با توان بالا، میتوانیم میزان انرژی مصرفی را کاهش دهیم. این کار بسیار سریع انجام میشود؛ و این امر، محاسبات مربوط به هزینه انرژی را تغییر میدهد.
درون لامپ چه چیزی وجود دارد؟
ما در ساخت لامپها کوتاهی نمیکنیم؛ از غلافهای کوارتز با خلوص بالا و سیستمهای هالوژنی برای جلوگیری از فرسودگی فیلامنتها استفاده میکنیم.
گاز هالوژن، راز موفقیت این لامپهاست؛ زیرا جلوی تبخیر سریع تنگستن را میگیرد. بدون آن، لامپها به مرور زمان تاریک میشوند و عملکردشان کاهش مییابد. همچنین، از پوششهای خاصی برای تنظیم طول موج استفاده میکنیم؛ ما میخواهیم که سیلیکون یا فوتورزیست، گرما را جذب کنند، نه اینکه آن را دوباره به داخل دستگاه برگردانند.
مشکلات مربوط به یکپارچهسازی لامپها
البته، نمیتوانیم فقط لامپ را عوض کنیم و کار را تمام کنیم؛ باید به شبکه برق خود نیز توجه کنیم.
این لامپهای پرتوان، در همان لحظه روشن شدن، مقدار زیادی جریان الکتریکی مصرف میکنند؛ اگر منابع تأمین انرژی و کنترلکنندههای PID را به درستی تنظیم نکنیم، ممکن است کل صبح مشکلاتی در کار دستگاه ایجاد شود.
همچنین، باید به سیستم خنککننده نیز توجه کنیم؛ لامپهای مادون قرمز کوتاهامواج، مقدار زیادی گرما تولید میکنند؛ اگر سیستم خنککننده مناسب نباشد، انتهای لامپها خراب خواهد شد، یا حتی لوله کوارتز تحت فشار ترک خواهد خورد.
اما وقتی که همه چیز به درستی تنظیم شود، زمان لازم برای گرم شدن ویفر کاهش مییابد؛ این امر، مقدار کربنی که وارد هوا میشود را نیز کاهش میدهد. این روش، روشی تمیزتر برای کار است.