تقليل انبعاثات الكربون في صناعة الشرائح باستخدام أشعة تحت الحمراء خالية من الأوزون
يتطلب تصنيع أشباه الموصلات كمية هائلة من الحرارة ودقة عالية في التنفيذ. لكن دعونا نكون صادقين: الطريقة التقليدية التي نستخدمها في التعامل مع هذه العمليات الحرارية تسبب انبعاثات كربونية كبيرة. نحاول حل هذه المشكلة باستخدام مصابيح أشعة تحت الحمراء خالية من الأوزون. إنها طريقة أبسط لتجنب إهدار الطاقة والتخلص من النواتج الثانوية الضارة التي تنتج عن الإشعاع ذو الأطوال الموجية القصيرة.
مشكلة الأوزون
المشكلة في المصابيح التقليدية ذات الأطوال الموجية القصيرة هي أنها تصدر إشعاعًا في النطاق من 185 نانومتر إلى 254 نانومتر، وهو ما يؤدي إلى تحويل الأكسجين الموجود في الهواء إلى أوزون (O3). في غرف العمليات النظيفة، يعتبر الأوزون مشكلة كبيرة، فهو مادة ملوثة لا نريدها على الإطلاق.
لقد حللنا هذه المشكلة باستخدام فلامنتات معالجة أو طلاءات خاصة من الكوارتز، والتي تمنع انبعاث الأشعة فوق البنفسجية. بهذه الطريقة، نحصل على نفس كثافة الحرارة، لكن بدون تراكم الغازات.
وبما أننا لا نواجه مشكلة الأوزون، فيمكننا التخلص من أنظمة الإخراج الضخمة التي تستهلك الكثير من الطاقة. وهذا يعتبر ميزة كبيرة لتقليل فواتير الطاقة في المصنع.
تطبيق هذه التقنية في الواقع
تم تصميم هذه المصابيح لتعمل بسرعة فائقة. إنها تستهلك طاقة كبيرة، لكنها تسمح بزيادة درجة الحرارة بسرعة. الهدف هو التخلص من الطاقة المهدرة التي تنتج عن تسخين الآلات دون استخدامها.
بدلاً من تسخين الغرفة بأكملها، نوجه الحرارة مباشرة إلى الرقاقة. إنها طريقة أكثر كفاءة لاستخدام الطاقة.
بالإضافة إلى ذلك، تم تصميم هذه المصابيح بحيث يمكن استبدالها بسهولة في أجهزة التسخين الموجودة حاليًا، دون الحاجة إلى إزالة كل شيء. كما أننا نستخدم الكوارتز المقوى، حتى لا تتشقق المصابيح عند تغيير درجة الحرارة بسرعة.
الصعوبات
لكن الأمر ليس سهلاً تمامًا. هناك بعض التحديات.
عندما نسعى لزيادة سرعة التسخين، يتعرض مصادر الطاقة لضغط كبير. يجب التأكد من أن أجهزة الكهرباء قادرة على تحمل تدفق الطاقة العالي، وإلا فإننا سنواجه مشاكل كبيرة.
المسافة أيضًا مهمة جدًا؛ إذا كانت المصابيح قريبة جدًا، فسيحدث تسخين زائد على الرقاقة. وإذا كانت بعيدة جدًا، فسنفقد الكفاءة التي تجعل هذه التقنية فعالة. كما أننا نستخدم وسائل حماية لضمان بقاء الحرارة في مكانها، وعدم انتقالها إلى هيكل الآلة.