फैब्रिकेशन प्रक्रिया में कार्बन उत्सर्जन कम करना: आईआर हीटिंग क्यों कारगर है?
यदि हम वास्तव में सेमीकंडक्टर फैक्ट्रियों को कार्बन-तटस्थ बनाना चाहते हैं, तो हमें ऊष्मा के उपयोग संबंधी तरीकों पर ध्यान देना ही होगा।
पुराने प्रकार के कन्वेक्शन ओवन एवं रेजिस्टिव हीटर बेकार ही हैं… ऐसे हीटर अपनी ऊर्जा का आधा हिस्सा तो हवा एवं चैंबर की दीवारों को गर्म करने में ही खर्च कर देते हैं… जबकि वास्तव में उनका उद्देश्य वेफर को गर्म करना ही है। यह तो ऐसा ही है, जैसे पूरे रसोईघर को गर्म करके केवल एक ही दाल को गर्म करने की कोशिश की जा रही हो… इससे कार्बन उत्सर्जन बढ़ जाता है, एवं बहुत सारी ऊर्जा भी बर्बाद हो जाती है।
यहीं पर इन्फ्रारेड (IR) लैंपों की भूमिका आती है… ऐसे लैंप तो सीधे ही वेफर को गर्म करते हैं…
ऊर्जा कहाँ जाती है, यही महत्वपूर्ण है।
आईआर प्रणालियाँ ऐसा विद्युत-चुम्बकीय विकिरण उत्पन्न करती हैं, जो केवल तभी ऊष्मा में बदलता है, जब वह वेफर की सतह से टकरता है… ऐसे में बेकार ही ऊर्जा बर्बाद नहीं होती।
इसके अलावा, हम तरंगदैर्घ्य को भी नियंत्रित कर सकते हैं… छोटी-मध्यम तरंगदैर्घ्य के उपयोग से हम ऊष्मा के प्रभाव को नियंत्रित कर सकते हैं… इससे ऊष्मीय प्रक्रियाओं में समय कम लगता है… और ऐसे में प्रति वेफर कम बिजली ही खर्च होती है… बस इतना ही।
हार्डवेयर संबंधी बातें
हरित फैक्ट्रियों में ऐसी प्रणालियों को कार्यान्वित करने हेतु उच्च वाट-घनत्व आवश्यक है… हम क्वार्ट्ज-हैलोजन ट्यूबों का उपयोग करते हैं… क्योंकि ये तुरंत ही ऊष्मा उत्पन्न करते हैं… स्विच चालू करते ही ऊष्मा उत्पन्न हो जाती है… स्विच बंद करते ही ऊष्मा गायब हो जाती है…
अब कोई “अनावश्यक ऊष्मा” नहीं रह जाती… जिससे ऊर्जा बर्बाद होती है…
लेकिन यहाँ एक समस्या है… जब इतनी ऊर्जा एक छोटे स्थान में इकट्ठी हो जाती है, तो वहाँ का तापमान बहुत बढ़ जाता है… यदि आप उच्च-घनत्व वाले आईआर एरे का उपयोग कर रहे हैं, तो आपको ठंडक प्रदान करने हेतु उचित व्यवस्था आवश्यक है… अन्यथा आपके आसपास के इलेक्ट्रॉनिक उपकरण नष्ट हो सकते हैं…
यह पृथ्वी के लिए क्या लाभदायक है?
गैस-चालित भट्टियों या पुराने इलेक्ट्रिक हीटरों की जगह आईआर एरे का उपयोग करने से प्रति इकाई उत्पादन हेतु आवश्यक बिजली की मात्रा कम हो जाती है… हमें सबसे अधिक लाभ तो क्यूरिंग, सूखने एवं एनीलिंग जैसी प्रक्रियाओं में ही मिलता है…
सबसे अच्छी बात यह है कि ऐसे उपकरणों का उपयोग तो बिना किसी परिवर्तन के ही किया जा सकता है… आपको पूरी फैक्ट्री को तोड़ने की आवश्यकता ही नहीं है… ऐसे में अनावश्यक ऊर्जा बर्बाद नहीं होती… आप अपने कार्बन लक्ष्यों को पूरा कर सकते हैं… एवं आपका उत्पादन भी वैसा ही रहता है, जैसा चाहिए।