Giảm lượng khí carbon trong các nhà máy sản xuất bán dẫn: Tại sao phương pháp sưởi ấm bằng tia hồng ngoại lại hiệu quả?
Nếu bạn muốn đạt được mức trung hòa khí carbon trong các nhà máy sản xuất bán dẫn, bạn sẽ phải đối mặt với hai vấn đề lớn: lượng nhiệt thừa và chi phí điện cao.
Hầu hết chúng ta đều quen với việc sử dụng lò sưởi thông thường. Nhưng thực ra chúng rất kém hiệu quả. Chúng làm nóng không khí trước, sau đó mới làm nóng buồng sản xuất, và cuối cùng mới làm nóng wafer. Điều này giống như cố gắng làm ấm cả ngôi nhà bằng cách làm nóng toàn bộ khu vực xung quanh trước.
Với phương pháp sưởi ấm bằng tia hồng ngoại, chúng ta có thể trực tiếp truyền năng lượng vào wafer. Đây là phương pháp hiệu quả hơn nhiều. Nó giúp tiết kiệm rất nhiều năng lượng.
Nguyên lý hoạt động của phương pháp này
Phương pháp sưởi ấm truyền thống diễn ra chậm. Ngược lại, với tia hồng ngoại, chúng ta có thể tập trung năng lượng vào vùng mà vật liệu cần được làm nóng. Nhờ đó, nhiệt độ có thể được nâng lên trong vài giây. Khi không phải chờ đợi hàng giờ để vật liệu nóng lên, chi phí năng lượng sử dụng sẽ giảm đáng kể.
Ngoài ra, lượng kim loại cần được làm nóng cũng ít hơn. Do đó, lượng điện năng tiêu thụ để chuẩn bị máy móc cho quá trình sản xuất cũng giảm đi.
Lựa chọn thiết bị phù hợp
Chúng tôi thiết kế các hệ thống này sao cho chúng có thể hoạt động trong môi trường khắc nghiệt của phòng sạch. Nếu diện tích không đủ, chúng tôi sử dụng các bóng đèn có mật độ công suất cao để giảm kích thước của thiết bị.
Nhưng bạn không thể sử dụng bất kỳ loại bóng đèn nào để sưởi ấm wafer. Nếu bước sóng của ánh sáng không phù hợp với vật liệu, năng lượng sẽ bị phản xạ lại – giống như ánh sáng phản chiếu trên gương vậy. Đó là lý do tại sao chúng tôi sử dụng các vỏ bọc bằng thạch anh. Chúng giúp năng lượng đi qua một cách hiệu quả, đồng thời ngăn chặn sự nhiễm bẩn trong quá trình sản xuất.
Những thách thức thực tế
Không có gì là hoàn hảo cả. Các bóng đèn có mật độ công suất cao tạo ra lượng nhiệt lớn. Điều này rất tốt để làm nóng wafer nhanh hơn, nhưng nó cũng gây áp lực lớn lên hệ thống làm mát. Nếu hệ thống làm mát không đủ mạnh, nhiệt độ có thể tăng lên quá mức, khiến quá trình sản xuất bị ảnh hưởng.
Ngoài ra, tuổi thọ của các bóng đèn cũng là một vấn đề. Bạn có thể muốn sử dụng công suất tối đa để đạt tốc độ làm nóng nhanh nhất, nhưng điều đó sẽ làm hỏng sợi dây tóc của bóng đèn nhanh hơn. Bí quyết nằm ở việc tìm được mức công suất phù hợp. Như vậy, bạn vẫn có thể đạt được mục tiêu giảm lượng khí carbon, nhưng không cần phải thay thế bóng đèn thường xuyên. Điều này giúp việc bảo trì trở nên dễ dàng hơn, và giúp bạn giữ được sự ổn định trong quá trình sản xuất.