सेमी-फैब्रिकेटेड उत्पादों में कार्बन उत्सर्जन को कम करना: आईआर हीटिंग क्यों प्रभावी है?
सेमीकंडक्टर बनाने हेतु ऊष्मा आवश्यक है, लेकिन पारंपरिक विधियों में ऊष्मा पूरे कमरे में ही फैल जाती है; इससे वेफर को सही तापमान तक पहुँचाने हेतु अतिरिक्त ऊर्जा खर्च होती है। यह तो ऐसा ही है, जैसे पूरे घर को गर्म करने के बाद भी सिर्फ एक कप कॉफी को ही गर्म किया जाए।
यहीं पर वैक्यूम आईआर हीटर काम आते हैं। ये हवा को गर्म करने के बजाय सीधे वेफर तक ऊर्जा पहुँचाते हैं।
भौतिकी के सिद्धांत
चूँकि हम वैक्यूम में ही काम कर रहे हैं, इसलिए हवा के माध्यम से ऊष्मा को एक जगह से दूसरी जगह भेजना संभव नहीं है। ऐसी स्थिति में ऊष्मा केवल संचरण एवं विकिरण के माध्यम से ही पहुँच सकती है। हमने अपने आईआर लैंपों को ऐसे ही तैयार किया है कि वे सिलिकॉन एवं गैलियम नाइट्राइड द्वारा अवशोषित किए जाने वाली तरंगदैर्ध्यों पर ही कार्य करें।
परिणाम? वेफर बहुत ही तेज़ी से गर्म हो जाता है। जब ऊष्मा प्राप्त करने में लगने वाला समय कम हो जाता है, तो अतिरिक्त ऊर्जा की आवश्यकता ही नहीं रह जाती। यही तो अधिक कुशलता है।
“हरित कारखानों” को वास्तविकता में बदलना
हम “हरित पहलों” के बारे में बहुत सुनते हैं, लेकिन वास्तव में यह तो ऊर्जा की बर्बादी को रोकने का ही तरीका है।
पुराने तरह के हीटर तो ऐसे ही हैं, जो घंटों तक गर्म रहते हैं, भले ही वे कुछ भी न कर रहे हों। आईआर लैंप ऐसे नहीं हैं… वे तो तुरंत ही चालू/बंद हो जाते हैं। अब ऊर्जा की बर्बादी ही नहीं होती।
लेकिन एक बात ध्यान में रखनी आवश्यक है… हम उच्च शुद्धता वाले क्वार्ट्ज उपकरणों का ही उपयोग करते हैं, लेकिन ऊर्जा को अत्यधिक मात्रा में नहीं देना चाहिए। यदि बहुत अधिक ऊर्जा दी जाए, तो वेफर पर तापीय तनाव पड़ सकता है। इसलिए PID कंट्रोलरों का उपयोग आवश्यक है।
लाभ एवं हानियाँ
यदि आप पुराने हीटरों की जगह आईआर हीटरों का उपयोग करें, तो आपको अधिक लाभ होगा… आपको अपनी फैक्ट्री के क्षेत्रफल को बढ़ाने की आवश्यकता ही नहीं रहेगी।
लेकिन यहाँ एक समस्या है… ऊर्जा आपूर्ति। आईआर सिस्टमों के लिए उच्च-आवृत्ति वाले पावर सप्लाई आवश्यक हैं। यदि आपकी विद्युत व्यवस्था पुरानी है, तो सिग्नल नॉइज़ की समस्या हो सकती है… लेकिन थोड़ा फिल्टरिंग से ही यह समस्या हल हो जाती है।
एक बार जब वायरिंग ठीक हो जाए, तो ऊर्जा की बचत वास्तविक हो जाती है… आप केवल लक्ष्य ही पूरा नहीं कर रहे हैं, बल्कि अपनी फैक्ट्री के कार्बन उत्सर्जन को भी कम कर रहे हैं।