सेमीकंडक्टर निर्माण में कार्बन उत्सर्जन कम करना: आईआर ही सही विकल्प है
सेमीकंडक्टर बनाने हेतु बहुत अधिक ऊष्मा की आवश्यकता होती है। ईमानदारी से कहें तो, पुरानी विधियाँ बेहद अपव्ययपूर्ण हैं। अभी भी कई कारखाने ऐसे विशाल ओवनों का ही उपयोग करते हैं; ऐसे ओवनों में पूरे कमरे को गर्म करना पड़ता है, ताकि कुछ वेफरों को ही उचित तापमान तक पहुँचाया जा सके। यह तो ऐसा ही है, जैसे कि पूरे घर को गर्म करना हो, सिर्फ एक पिज्जा को गर्म करने हेतु।
हमने एक बेहतर तरीका खोजा है। शॉर्टवेव इन्फ्रारेड (आईआर) तकनीक का उपयोग करके, हम हवा के बजाय सीधे वेफरों पर ही ऊष्मा लगाते हैं। यह तरीका अधिक कुशल है, और इससे कंपनियों के “कार्बन-न्यूट्रल” लक्ष्यों को प्राप्त करना आसान हो जाता है।
विकिरण का जादू
आईआर तकनीक की खूबी यह है कि इसे आसपास की हवा की कोई परवाह नहीं है। जबकि पारंपरिक ओवनों में वातावरण के गर्म होने का इंतज़ार करना पड़ता है, आईआर लैंप सीधे ही ऊर्जा को सब्सट्रेट तक पहुँचाते हैं।
यदि आप सिलिकॉन या गैलियम नाइट्राइड का उपयोग कर रहे हैं, तो ऊर्जा का अवशोषण तुरंत ही हो जाता है। इससे प्रक्रिया में लगने वाला समय काफी कम हो जाता है, और प्रति चक्र में खपत होने वाली ऊर्जा भी कम हो जाती है।
इसके अलावा, चूँकि पूरा कमरा गर्म नहीं होता, इसलिए कूलरों को भी कम ही काम करना पड़ता है। इससे बिजली की लागत भी कम हो जाती है।
हार्डवेयर संबंधी वास्तविकताएँ
वास्तव में, आईआर तकनीक में उच्च-शुद्धता वाले क्वार्ट्ज एवं टंगस्टन फिलामेंटों का उपयोग किया जाता है, ताकि फिलामेंट जल्दी नष्ट न हों।
लेकिन हमेशा ही कोई न कोई समझौता ही करना पड़ता है। आप इन लैंपों को अधिकतम तापमान तक ले जा सकते हैं, लेकिन ऐसी स्थिति में इन लैंपों को बार-बार बदलना ही पड़ेगा। यह एक संतुलन की समस्या है। हम आमतौर पर ऐसी वॉटेज ही सुझाते हैं, जिससे प्रक्रिया सही ढंग से चल सके, बिना हार्डवेयर पर अतिरिक्त दबाव पड़े। इससे निरंतर रखरखाव की समस्या भी नहीं रहती।
हरित कारखानों में इसका उपयोग
आईआर तकनीक की सबसे अच्छी बात यह है कि इसके द्वारा क्षेत्रवार नियंत्रण संभव है। आप उन लैंपों को बंद कर सकते हैं, जिनका उपयोग नहीं हो रहा है। इससे ऊर्जा की बर्बादी भी नहीं होती।
यदि इसे तेज़-प्रतिक्रिया वाले PID नियंत्रक के साथ उपयोग में लाया जाए, तो तापमान अत्यधिक नहीं बढ़ेगा। इससे न केवल ऊर्जा बचत होती है, बल्कि वेफरों को नष्ट होने से भी बचाया जा सकता है।
यह तो ऊष्मा को संभालने का एक बेहतर एवं कुशल तरीका है।