Giảm lượng khí thải carbon trong phòng sạch: Phương pháp hiệu quả hơn để làm nóng các tấm wafer
Hãy thành thật mà nói, quy trình sản xuất bán dẫn rất tiêu tốn năng lượng. Hầu hết thời gian, chúng ta vẫn phải sử dụng phương pháp gia nhiệt thông thường, tức là làm nóng toàn bộ buồng sản xuất chỉ để đưa các tấm wafer lên nhiệt độ cần thiết. Đây là cách tiêu tốn năng lượng một cách vô ích. Giống như việc làm nóng cả ngôi nhà chỉ để hâm nóng một miếng pizza vậy.
Đó chính là lúc phương pháp gia nhiệt bằng tia hồng ngoại phù hợp được sử dụng. Thay vì làm nóng không khí, chúng ta có thể chiếu trực tiếp nhiệt lượng vào các tấm wafer. Đây là phương pháp hiệu quả hơn, giúp giảm lượng khí thải carbon của nhà máy.
Nguyên lý hoạt động
Khi làm việc trong môi trường chân không, chúng ta không thể dựa vào hiện tượng đối lưu. Chúng ta chỉ có thể sử dụng phương pháp bức xạ và dẫn nhiệt. Chúng tôi đã thiết kế các bóng đèn hồng ngoại sao cho chúng phát ra bức xạ sóng ngắn, giúp nhiệt lượng đi sâu vào bề mặt tấm wafer. Kết quả là chúng ta có thể đạt được nhiệt độ cần thiết nhanh hơn. Các máy móc cũng không phải chạy trong thời gian dài mà có thể hoạt động liên tục. Ngoài ra, do các bóng đèn này có công suất cao, nên toàn bộ thiết bị sẽ nhỏ gọn hơn. Bạn vẫn có đủ năng lượng cần thiết mà không cần dùng đến những thiết bị cồng kềnh.
Xây dựng nhà máy xanh hơn
Nếu bạn muốn đạt được mục tiêu trung hòa khí thải carbon, bạn cần loại bỏ những yếu tố tiêu tốn năng lượng không cần thiết – những yếu tố khiến năng lượng bị lãng phí trong lúc chờ đợi các thiết bị hoạt động ở tốc độ tối ưu.
Phương pháp gia nhiệt bằng tia hồng ngoại giúp giảm thời gian cần thiết để làm nóng các tấm wafer. Bạn không cần mất hàng giờ để làm nóng lò nữa; chỉ cần bật công tắc, nhiệt độ cần thiết sẽ được đạt ngay trong vài giây.
Chúng tôi sử dụng các vỏ bọc bằng thạch anh và sợi halogen để đảm bảo rằng năng lượng được chiếu trực tiếp vào bề mặt tấm wafer. Năng lượng sẽ đi vào tấm wafer, chứ không phải vào các bức tường của buồng sản xuất. Điều này rất hợp lý.
Những hạn chế và cách khắc phục
Tuy nhiên, có một nhược điểm: ánh sáng hồng ngoại cường độ cao sẽ tạo ra nhiều nhiệt lượng ở hai đầu bóng đèn. Nếu bạn sử dụng hệ thống có công suất cao để rút ngắn thời gian sản xuất, bạn cần chú ý đến hệ thống làm mát bằng nước. Nếu các bộ phận này quá nóng, sợi dây tóc của bóng đèn sẽ bị cháy sớm. Đây là vấn đề dễ giải quyết, nhưng bạn cần xử lý nó một cách cẩn thận.
Cuối cùng, việc chuyển sang phương pháp gia nhiệt bằng tia hồng ngoại sẽ giúp giảm lượng năng lượng tiêu thụ cho mỗi tấm wafer. Đây là cách đơn giản để làm cho phòng sạch trở nên xanh hơn, mà không làm chậm tốc độ sản xuất.