Làm sạch nhiệt thừa trong quy trình sản xuất bán dẫn bằng tia hồng ngoại
Thành thật mà nói, việc sản xuất bán dẫn gây ra lượng nhiệt rất lớn. Trong thời gian dài, chúng ta vẫn phải dựa vào phương pháp gia nhiệt thông thường, tức là cố gắng làm nóng toàn bộ không gian xung quanh để làm nóng một tấm wafer duy nhất. Đó là cách tiêu hao năng lượng một cách vô ích.
Chúng tôi đã tìm ra phương pháp tốt hơn. Bằng cách sử dụng đèn hồng ngoại tần số cao, chúng ta có thể hướng nguồn nhiệt trực tiếp vào vị trí cần được làm nóng – đó chính là tấm wafer. Không còn nhu cầu làm nóng không khí xung quanh nữa. Đây là một sự thay đổi nhỏ, nhưng nó giúp giảm đáng kể lượng khí thải carbon trong phòng sản xuất.
Tại sao tia hồng ngoại tần số cao lại hiệu quả?
Bí mật nằm ở chỗ: tia hồng ngoại tần số cao (trong khoảng 0,7 đến 2,5 μm) có khả năng xuyên qua vật liệu một cách nhanh chóng. Do đó, việc gia nhiệt diễn ra gần như ngay lập tức. Vì đây là nhiệt từ bức xạ, nên bạn không cần phải sử dụng hệ thống điều hòa không khí để loại bỏ nhiệt thừa. Nhờ đó, chi phí điện năng sẽ giảm đi đáng kể.
Thiết bị cần thiết
Chúng tôi sử dụng vỏ bằng thạch anh và bóng đèn halogen để đảm bảo tuổi thọ của bóng đèn. Nếu bạn sử dụng dây chuyền sản xuất wafer kích thước 300mm, thì yếu tố quan trọng nhất chính là mật độ năng lượng. Chúng tôi sử dụng bóng đèn công suất cao để đảm bảo quá trình gia nhiệt diễn ra nhanh chóng. Ngoài ra, chúng tôi còn sử dụng các connector tiêu chuẩn, giúp việc thay thế các bộ gia nhiệt cũ trở nên dễ dàng hơn.
Nhưng đây không phải là phép màu. Vẫn còn một số rủi ro. Vì bóng đèn này có công suất rất cao, nên chúng tạo ra lượng nhiệt lớn tại một điểm cụ thể. Nếu bộ điều khiển PID hoặc các cảm biến hoạt động không đúng, thì tấm wafer có thể bị hư hại trước khi bạn kịp nhận ra. Bạn cũng cần đảm bảo rằng hệ thống làm mát hoạt động tốt. Bạn không muốn nhiệt từ bóng đèn làm nóng thân máy.
Kết luận
Điều tuyệt vời nhất là bạn không còn phải lãng phí năng lượng trong quá trình “làm nóng” nữa. Lượng điện tiêu thụ trên mỗi đơn vất phẩm giảm ngay lập tức. Đây là cách tuyệt vời để đạt được các mục tiêu về môi trường mà không cần phải thiết kế lại toàn bộ quy trình sản xuất. Bạn có thể sản xuất nhiều wafer hơn, với tốc độ nhanh hơn, và với ít lãng phí hơn.
Đây là một ví dụ hiếm hoi mà giám đốc tài chính và kỹ sư nhà máy có thể cùng nhau đồng ý với nhau.