সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদনে শক্তি অপচয় রোধ করা
সত্যি বলতে, সেমিকন্ডাক্টর উৎপাদন হলো অত্যন্ত নির্ভুলতার সাথে কাজ করার প্রক্রিয়া। কিন্তু দীর্ঘদিন ধরে আমরা যেভাবে তাপ প্রয়োগ করে আসছি, তা খুবই অপচয়মূলক।
ঐতিহ্যবাহী রেজিস্টিভ ফার্নেসগুলো ওয়েফারটিকে সঠিক তাপমাত্রায় আনার জন্য ঘরের সবকিছুকেই গরম করার চেষ্টা করে। এটা ঠিক যেন এক কাপ কফি গরম করার জন্য বাড়ির সব হিটারগুলো চালু করার মতো।
আমরা এর চেয়ে ভালো উপায় খুঁজে পেয়েছি। আল্ট্রা হাই পিউরিটি (UHP) ইনফ্রারেড ল্যাম্প ব্যবহার করে আমরা বাতাসকে গরম করার প্রয়োজন না রেখে শুধুমাত্র ওয়েফারটিকেই গরম করতে পারি। এটা অত্যন্ত কার্যকর পদ্ধতি; এর ফলে ক্লিনরুমের জন্য প্রয়োজনীয় শক্তির পরিমাণ অনেক কমে যায়।
UHP ল্যাম্প কেন কার্যকর?
এগুলো কীভাবে কাজ করে? এই ল্যাম্পগুলো উচ্চ-পরিশুদ্ধতার কোয়ার্টজ আবরণে ঢাকা টাঙ্গস্টেন ফিলামেন্টের মধ্য দিয়ে বিদ্যুৎ প্রবাহিত করে। আমরা এগুলোকে শর্ট-ওয়েভ ইনফ্রারেড বিকিরণের জন্য বিশেষভাবে কনফিগার করি।
কেন শর্ট-ওয়েভ? কারণ এটা লং-ওয়েভ তাপের তুলনায় অনেক দ্রুত উপাদানগুলোকে গরম করে। এর ফলে ওয়েফারটিকে গরম করতে কম শক্তি প্রয়োজন হয়।
“আল্ট্রা হাই পিউরিটি” কী?
“আল্ট্রা হাই পিউরিটি” কেবলমাত্র বিপণনীয় শব্দ নয়। কারখানায় একটু মেটাল বা গ্যাস থাকলেই সমস্ত ওয়েফারগুলো নষ্ট হয়ে যেতে পারে। আমরা কোয়ার্টজ থেকে অপদ্রব্যগুলো অপসারণ করি; যাতে নোংরা ল্যাম্পের কারণে দামী ওয়েফারগুলো নষ্ট না হয়।
বাস্তব জীবনের চ্যালেঞ্জসমূহ
অবশ্যই, কিছুই জাদু নয়। উচ্চ-ক্ষমতার UHP ল্যাম্পগুলো অত্যন্ত বেশি তাপ উৎপন্ন করে। এটা গতির জন্য ভালো, কিন্তু এটা বিদ্যুৎ ব্যবস্থার উপর চাপ সৃষ্টি করে। যদি আপনি উচ্চ-ভোল্টেজ অ্যারে ব্যবহার করেন, তাহলে নিশ্চিত হয়ে নিন যে আপনার ট্রান্সফরমারগুলো এই বৃদ্ধি পাওয়া বিদ্যুৎ প্রবাহ সামলাতে পারবে।
ল্যাম্পগুলো নষ্ট না হওয়ার জন্য আমরা হ্যালোজেন ব্যবহার করি। হ্যালোজেন গ্যাসটি বাষ্পীভূত টাঙ্গস্টেনকে আবার ফিলামেন্টে ফিরিয়ে দেয়। এর ফলে ল্যাম্পগুলো দীর্ঘক্ষণ কাজ করে। এভাবে আমরা কয়েক সপ্তাহ অন্তর ল্যাম্প পরিবর্তন করার ঝামেলা এড়াতে পারি।
কার্বন ফুটপ্রিন্ট কমানো
সবচেয়ে ভালো ব্যাপার হলো “জোন হিটিং”। চারপাশের ধাতু বা পুরো চেম্বারকে গরম করার পরিবর্তে শুধুমাত্র ওয়েফারটিকেই গরম করা হয়। এর ফলে কম শক্তি ব্যবহৃত হয়, আর তাপ বাইরে নিঃসরণ হয় না।
এটা নির্ভরযোগ্য উপায়; এর ফলে কারখানার উৎপাদন ক্ষমতা কমে না।