Giảm lượng khí carbon trong quá trình sản xuất bán dẫn: Tại sao bộ sưởi bằng tia hồng ngoại trong môi trường chân không lại hiệu quả?
Hãy cùng nói về vấn đề năng lượng được sử dụng trong các nhà máy sản xuất bán dẫn. Đây là yếu tố quan trọng nhất. Nhưng nếu bạn vẫn sử dụng phương pháp sưởi truyền thống, thì bạn đang lãng phí rất nhiều năng lượng chỉ để đạt được nhiệt độ mong muốn cho từng tấm wafer. Đó là sự lãng phí năng lượng khổng lồ, và cũng chính là lý do khiến mức phát thải carbon của các nhà máy cao đến vậy.
Chúng tôi đã tìm ra giải pháp tốt hơn: bộ sưởi bằng tia hồng ngoại phù hợp với môi trường chân không. Thay vì làm nóng toàn bộ buồng sản xuất, chúng ta chỉ cần tập trung nhiệt lượng vào chính tấm wafer.
Nguyên lý hoạt động của bộ sưởi này
Khi làm việc trong môi trường chân không, chúng ta không thể dựa vào hiện tượng convection để truyền nhiệt. Chỉ có hai cơ chế truyền nhiệt là bức xạ và dẫn nhiệt. Chúng tôi sử dụng các bóng đèn phát bức xạ sóng ngắn, giúp truyền nhiệt trực tiếp vào tấm wafer mà không làm nóng các bức tường trong buồng sản xuất. Đây là phương pháp hiệu quả hơn nhiều. Vì năng lượng được sử dụng đúng mục đích, nên thời gian cần thiết để đạt được nhiệt độ mong muốn cũng giảm đi đáng kể.
Quy trình nhanh hơn, tiết kiệm điện hơn. Đơn giản vậy thôi.
Không phải loại bóng đèn thông thường
Bạn không thể sử dụng bất kỳ loại bóng đèn nào cũng được. Điều đó sẽ dẫn đến hậu quả tồi tệ. Chúng tôi sử dụng các bóng đèn được làm từ thủy tinh thạch anh có độ tinh khiết cao, vì việc thoát khí từ bóng đèn rẻ tiền sẽ gây hại nghiêm trọng cho tấm wafer. Chúng tôi cũng sử dụng các bộ điều khiển PID chính xác để tránh việc nhiệt độ vượt quá mức mong muốn. Một mẹo nữa: nếu bạn tăng công suất bóng đèn mà không có hệ thống làm mát phù hợp, thì các sợi dây tóc trong bóng đèn sẽ bị cháy nhanh hơn bình thường.
Sự cân bằng giữa tốc độ và áp lực nhiệt
Điểm tốt nhất của phương pháp này là việc loại bỏ hiện tượng “trễ nhiệt”. Bạn không cần phải chờ đợi một khối kim loại lớn được làm nóng trước khi bắt đầu quy trình sản xuất. Điều này giúp giảm mức phát thải carbon ngay lập tức. Nhưng bạn cần phải chú ý đến mật độ năng lượng được sử dụng. Nếu bạn tăng công suất quá nhanh, thì sự chênh lệch nhiệt độ sẽ quá lớn, dẫn đến tình trạng tấm wafer bị biến dạng. Bạn cần phải điều chỉnh khoảng cách giữa các bóng đèn và mức công suất sao cho phù hợp, để đảm bảo bề mặt tấm wafer luôn phẳng.
Đó là sự cân bằng giữa tốc độ và chất lượng của tấm wafer. Nếu bạn làm đúng, bạn sẽ có một hệ thống hiệu quả, thân thiện với môi trường và đáng tin cậy.