متوقف کردن گرم کردن هوا: روش بهتری برای خشک کردن ویفرها
ما در کارخانههای تولید نیمههادیها، آن هیترهای قدیمی را با کنترلکنندههای دیجیتال مبتنی بر اشعه مادون قرمز جایگزین کردهایم. چرا؟ چون گرم کردن کل فضای فر تنها برای خشک کردن یک ویفر، مصرف انرژی بسیار زیادی را در پی دارد. این مانند گرم کردن کل خانه فقط برای تست کردن یک تکه نان است.
انتقال حرارت به جای مناسب آن
اکثر فرهای مبتنی بر انتقال حرارت، زمان زیادی را صرف گرم کردن هوا میکنند. سیستمهای مبتنی بر اشعه مادون قرمز این مشکل را برطرف میکنند؛ آنها از تابش امواج کوتاه برای انتقال انرژی مستقیم به سمت سطح ویفر استفاده میکنند.
ما از کنترلکنندههای دیجیتال مبتنی بر الگوریتم PID برای تنظیم میزان انرژی در زمان واقعی استفاده میکنیم. این کار مانع از افزایش بیش از حد دما پس از رسیدن به دمای مورد نظر میشود. وقتی که دیگر نیازی به گرم کردن هوا نیست، زمان لازم برای گرم شدن ویفر کاهش مییابد؛ در نتیجه، مصرف انرژی نیز کاهش مییابد.
جزئیات سیستم کنترل
سیمکشی در این سیستم باید دقیق باشد؛ ما از سیستمهای تغییر فرکانس بالا برای انتقال انرژی استفاده میکنیم.
نیاز به سیستمی وجود دارد که بتواند دما را اندازهگیری کرده و میزان توان لامپ را در میلیثانیهها تنظیم کند. اگر کنترلکننده دیر عمل کند، مشکلاتی پیش خواهد آمد؛ یا ویفر سوخته خواهد شد یا رطوبت در آن باقی خواهد ماند. برای جلوگیری از این مشکلات، معمولاً از سیستمهای SCCR استفاده میکنیم؛ این سیستمها تأمین انرژی را پایدار و قابل پیشبینی نگه میدارند.
چالشهای مربوط به کنترل حرارت
مشکل اینجاست که آرایههای مبتنی بر اشعه مادون قرمز، دمای بالایی دارند.
اگرچه در فرآیند خشک کردن انرژی کمتری مصرف میشود، اما فنهای خنککننده باید بیشتر کار کنند تا از آسیب به تجهیزات الکترونیکی جلوگیری شود. اگر سیستم تخلیه حرارت مناسب نباشد، گرمای محیطی میتواند حسگرها را درگیر کرده و کل سیستم را از کار بیاندازد. این یک تعادل است، اما اگر از قبل برنامهریزی کنیم، میتوانیم این مشکل را مدیریت کنیم.
تأثیر این روش بر کارخانه
در نهایت، همه چیز به میزان انرژی مصرفی برای خشک کردن هر ویفر بستگی دارد.
ما یک فرآیند کند و پرمصرف را به فرآیندی سریع و دقیق تبدیل کردهایم. برای کسانی که میخواهند میزان کربن تولیدی خود را کاهش دهند، این روش بهترین راه است؛ زیرا ویفرها سریعتر از خط تولید عبور میکنند و هزینههای انرژی نیز کاهش مییابد. این یک راهحل برد-برد است.