Giảm lượng khí thải carbon trong quy trình sản xuất chất bán dẫn bằng tia hồng ngoại trong môi trường chân không
Việc sản xuất chất bán dẫn đòi hỏi sự chính xác cao, nhưng việc thực hiện quy trình này trong môi trường chân không lại gây ra rất nhiều vấn đề về mặt năng lượng. Hầu hết các xưởng sản xuất vẫn sử dụng phương pháp sưởi ấm thông thường, tức là sưởi ấm toàn bộ buồng chân không để làm nóng chi tiết cần xử lý. Phương pháp này rất chậm, tiêu tốn rất nhiều năng lượng, và khiến lượng khí thải carbon tăng vọt.
Chúng tôi thì làm theo cách khác. Chúng tôi sử dụng đèn hồng ngoại phù hợp với môi trường chân không để chiếu trực tiếp vào wafer hoặc vật liệu cần xử lý. Nhờ đó, không còn sự lãng phí năng lượng nữa.
Cơ chế hoạt động của công nghệ này
Trong môi trường chân không, chúng ta không thể dựa vào không khí để truyền nhiệt. Do đó, chúng ta phải sử dụng bức xạ để truyền nhiệt. Bí quyết nằm ở chỗ chúng tôi điều chỉnh bước sóng của tia hồng ngoại sao cho phù hợp với bước sóng mà vật liệu cần xử lý có thể hấp thụ được. Thay vì mất hàng giờ để làm nóng toàn bộ buồng chân không, chúng tôi chỉ cần chuyển năng lượng trực tiếp vào vật liệu cần xử lý. Điều này giúp giảm đáng kể lượng năng lượng tiêu thụ cho mỗi wafer.
Xây dựng nhà máy “xanh”
Nếu bạn muốn xây dựng một nhà máy “xanh”, bạn cần chú ý đến yếu tố nhiệt độ. Các thiết bị sưởi ấm thông thường mất rất nhiều thời gian để làm nóng và cũng mất nhiều thời gian để làm mát. Ngược lại, đèn hồng ngoại hầu như không có khả năng giữ nhiệt. Chỉ cần bật công tắc, nhiệt độ cần thiết sẽ được đạt ngay lập tức. Điều này giúp giảm thời gian vận hành máy móc, từ đó tiết kiệm năng lượng.
Nhưng chúng tôi không chỉ chú trọng đến tốc độ. Việc vận hành trong môi trường chân không cũng gây áp lực lớn lên thiết bị. Việc thoát khí từ các linh kiện cũng gây ra nhiều vấn đề. Để tránh điều này, chúng tôi sử dụng thủy tinh thạch anh có độ tinh khiết cao và các bộ phận kín đặc biệt. Điều này giúp duy trì môi trường trong buồng chân không sạch sẽ, từ đó giảm lượng vật liệu thừa và lượng khí thải.
Sự thật về những hy sinh cần chấp nhận
Không có thiết bị nào có thể giải quyết mọi vấn đề một cách hoàn hảo. Đèn hồng ngoại rất hiệu quả trong việc giảm năng lượng tiêu thụ trong quá trình sưởi ấm, nhưng chúng tạo ra nhiệt lượng lớn tại một vùng nhất định. Nếu hệ thống làm mát không hoạt động tốt, bức xạ này có thể làm hỏng các bộ phận kín trong buồng chân không hoặc các cảm biến. Bạn không thể chỉ tăng công suất đèn mà hy vọng mọi thứ sẽ ổn. Bạn cần cân bằng giữa công suất đèn và khả năng làm mát của hệ thống. Nếu không, bạn chỉ đang trả giá bằng chi phí sửa chữa mà thôi.