क्लीनरूम में कार्बन उत्सर्जन को कम करना: सेमीकंडक्टरों को सुखाने संबंधी वास्तविकताएँ
वेफर से घोलों एवं नमी को हटाना, बिना पूरे उपकरण को नष्ट किए, एक बहुत ही कठिन कार्य है। लंबे समय तक, हम इन चीजों को बड़े-बड़े ओवनों में डालकर पूरे कमरे को गर्म करते रहे, ताकि एक छोटे से सिलिकॉन टुकड़े को सुखाया जा सके। यह तो बेकार ही ऊर्जा खर्च करने जैसा है।
इसीलिए डिजिटल इन्फ्रारेड नियंत्रकों का उपयोग करना बहुत ही उचित है। वेफर के आसपास की हवा को गर्म करने के बजाय, इन नियंत्रकों के द्वारा सीधे ही सामग्री को गर्म किया जाता है। इससे ऊर्जा की बचत होती है, और क्लीनरूम में अत्यधिक ऊर्जा खर्च होने से भी बचा जा सकता है।
“पर्याप्त गर्मी” संबंधी समस्याएँ
पुराने तरह के हीटिंग उपकरण बहुत ही अस्थिर होते हैं। ऐसे उपकरणों में तापमान अत्यधिक बढ़ जाता है, फिर अचानक ही घट जाता है। इसके कारण अत्यधिक ऊर्जा खर्च होती है।
हम डिजिटल PID नियंत्रकों का उपयोग करके इस समस्या को दूर करते हैं। ये नियंत्रक इन्फ्रारेड लैंपों के आउटपुट को वास्तविक समय में संशोधित करते हैं, ताकि तापमान ±1°C के भीतर ही रहे। ऐसा करने से ऊर्जा की बचत होती है।
इन्फ्रारेड क्यों कारगर है?
इन्फ्रारेड तो विद्युतचुम्बकीय विकिरण है। इसके लिए हवा की आवश्यकता ही नहीं है; यह सीधे ही सामग्री में पहुँच जाता है।
इसी कारण, भारी हवा-प्रवाह प्रणालियों एवं भारी इन्सुलेशन की आवश्यकता ही नहीं है। हम शॉर्ट-वेव इन्फ्रारेड का उपयोग करते हैं, क्योंकि यह तेजी से सामग्री में पहुँच जाता है। इससे वेफर जल्दी ही सूख जाते हैं, उपकरणों को कम समय ही चलाना पड़ता है, एवं रात भर बिजली जलाने की आवश्यकता ही नहीं है।
समस्याएँ…
लेकिन यह तो हर उपकरण के लिए संभव ही नहीं है।
उच्च-घनत्व वाले इन्फ्रारेड उपकरण बहुत ही अधिक गर्मी उत्पन्न करते हैं। यदि आप ठीक से कूलिंग सिस्टम का उपयोग नहीं करते, तो आपके उपकरण नष्ट हो सकते हैं। यदि आपका उपकरण ऐसी अधिक गर्मी को सहन नहीं कर सकता, तो आपके उपकरण जल्दी ही नष्ट हो जाएंगे। इसलिए कूलिंग सिस्टम को ठीक से डिज़ाइन करना आवश्यक है।
“हरित” उत्पादन हेतु निष्कर्ष
जब आप डिजिटल इन्फ्रारेड नियंत्रकों का उपयोग करते हैं, तो सुखाने की प्रक्रिया अब कार्बन उत्सर्जन का कारण नहीं रह जाती। यह तो उत्पादन प्रक्रिया का ही हिस्सा बन जाती है।
यह तो बुनियादी ऊष्मागतिकी का ही परिणाम है। यदि आप अनावश्यक रूप से हवा को गर्म करने में ऊर्जा बर्बाद नहीं करते, तो आपका CO2 उत्सर्जन कम हो जाता है। यह तो पृथ्वी एवं संयंत्र दोनों के लिए ही लाभदायक है।