Kiểm soát nhiệt độ hiệu quả bằng công nghệ sưởi ấm bằng tia hồng ngoại
Nếu chúng ta thực sự muốn giảm tác động tiêu cực của các nhà máy sản xuất bán dẫn lên môi trường, chúng ta cần ngừng sử dụng những thiết bị sưởi ấm truyền thống. Việc chuyển sang sử dụng hệ thống đèn hồng ngoại là giải pháp tốt nhất, vì chúng có thể tác động trực tiếp lên wafer, thay vì lãng phí năng lượng để làm nóng toàn bộ môi trường xung quanh.
Nhưng cũng có một vấn đề: công nghệ sưởi ấm bằng tia hồng ngoại hoạt động rất nhanh. Nếu khả năng đo nhiệt độ của thiết bị không kịp theo kịp tốc độ này, wafer sẽ bị hư hỏng.
Vấn đề về độ trễ trong việc đo nhiệt độ
Thiết bị đo nhiệt độ loại thermocouple thông thường thường hoạt động chậm. Trong ngành sản xuất bán dẫn, việc chậm trễ 3 giây cũng đủ để khiến toàn bộ lô wafer bị hư hỏng.
Để khắc phục điều này, chúng ta sử dụng các cảm biến có độ nhạy cao và kích thước nhỏ. Việc giảm khối lượng nhiệt giúp cảm biến có thể đo được nhiệt độ thực tế trên bề mặt wafer, thay vì chỉ đo nhiệt độ của chính vỏ cảm biến.
Xử lý vấn đề nhiễu và hư hỏng thiết bị
Các thiết bị sản xuất bán dẫn thường tạo ra nhiều nhiễu điện tử. Những nguồn điện hồng ngoại có thể gây ra nhiễu cho tín hiệu đo nhiệt độ, điều này rất nguy hiểm. Chúng ta sử dụng cáp được bảo vệ kỹ lưỡng để tránh nhiễu này.
Về vật liệu sử dụng, loại thermocouple loại K rất phổ biến, nhưng chúng dễ bị hư hỏng khi liên tục hoạt động ở nhiệt độ từ 20°C đến 800°C. Vì vậy, chúng ta thường sử dụng loại thermocouple loại N hoặc R. Chúng có khả năng chịu đựng tốt hơn trong thời gian dài.
Thực tế của “Nhà máy xanh”
Việc xây dựng nhà máy hiệu quả hơn, “xanh hơn” đòi hỏi phải có độ chính xác cao hơn. Bạn sẽ tiết kiệm được năng lượng, nhưng cũng mất đi một phần tính đơn giản của các thiết bị truyền thống.
Các cảm biến đo nhiệt độ cũng rất dễ bị hư hỏng. Chỉ cần một chút va chạm trong quá trình thay thế đèn, đầu dò của cảm biến có thể bị gãy hoặc cong. Khi đó, hệ thống điều khiển nhiệt độ sẽ bị rối loạn.
Vị trí lắp đặt cũng rất quan trọng. Nếu cảm biến được lắp quá xa nguồn sưởi hồng ngoại, bạn sẽ chỉ đo được nhiệt độ của không khí mà thôi. Bạn cần đặt cảm biến gần nguồn sưởi hồng ngoại, nhưng đồng thời phải đảm bảo rằng các dây dẫn không bị ảnh hưởng bởi tia hồng ngoại. Nếu không, nhiệt độ đo được sẽ không chính xác.
Ngoài ra, hệ thống làm mát cũng phải hoạt động tốt. Nếu vỏ máy hấp thụ quá nhiều nhiệt, cảm biến vẫn sẽ cho kết quả nhiệt độ cao, ngay cả khi không có wafer nào ở đó. Điều quan trọng là phải cân bằng lượng nhiệt được tạo ra.