Giảm lượng khí carbon trong nhà máy sản xuất chất bán dẫn: Tại sao việc sử dụng đèn hồng ngoại lại hiệu quả?
Nếu bạn muốn đạt được mục tiêu trung hòa khí carbon trong nhà máy sản xuất chất bán dẫn, bạn sẽ nhận ra rằng việc chỉ mua các giấy chứng nhận năng lượng xanh thôi là chưa đủ. Bạn cần phải tìm cách kiểm soát lượng nhiệt được tạo ra trong quá trình sản xuất.
Hãy nghĩ về các phương pháp sưởi truyền thống như sử dụng cuộn dây điện hay lò sưởi lớn. Những phương pháp này tiêu tốn rất nhiều năng lượng; chúng dành một nửa thời gian để làm nóng không khí và thành lò trước khi wafer có thể cảm nhận được sự thay đổi về nhiệt độ. Đó là sự lãng phí.
Đó là lý do tại sao chúng ta chuyển sang sử dụng các hệ thống đèn hồng ngoại. Chúng ta không cần phải làm nóng toàn bộ căn phòng nữa, mà chỉ cần làm nóng ngay vùng cần thiết trên wafer thôi.
Đưa nhiệt đến đúng vị trí cần thiết
Đèn hồng ngoại hoạt động dựa trên nguyên lý bức xạ năng lượng. Thay vì chờ không khí nóng lên, đèn sẽ phát ra ánh sáng trực tiếp vào bề mặt wafer. Quá trình này diễn ra rất nhanh. Do đó, wafer sẽ không phải chịu thời gian sưởi lâu, từ đó giúp giảm lượng năng lượng tiêu thụ. Tùy thuộc vào loại vật liệu mà bạn đang xử lý, chúng ta sẽ chọn bước sóng phù hợp: bước sóng ngắn nếu bạn cần làm nóng bề mặt nhanh, hoặc bước sóng trung bình nếu bạn cần làm nóng sâu vào lớp vật liệu dày hơn.
Thực tế của các phòng sạch
Bạn không thể đơn giản thay thế bóng đèn thông thường là xong được. Trong nhà máy sản xuất chất bán dẫn, việc ô nhiễm bởi các hạt vô cùng nguy hiểm; chỉ cần một hạt nhỏ thôi cũng có thể làm giảm chất lượng sản phẩm. Để tránh tình trạng này, chúng ta sử dụng các lớp phủ đặc biệt và vỏ bọc bằng thạch anh.
Điều tốt nhất là các hệ thống đèn hồng ngoại này chiếm ít không gian hơn nhiều so với các lò sưởi lớn. Điều này giúp tiết kiệm diện tích trong nhà máy. Miễn là hệ thống cung cấp năng lượng có thể đáp ứng được lượng nhiệt cần thiết, thì các hệ thống này có thể được lắp đặt dễ dàng vào các thiết bị hiện có.
Những điểm cần lưu ý
Tuy nhiên, đèn hồng ngoại rất mạnh mẽ, nhưng chúng cũng khá kén chọn. Chúng tạo ra sự chênh lệch nhiệt độ cao. Nếu đèn không được đặt chính xác, wafer sẽ bị nóng ở một số vùng nhất định. Để tránh điều này, cần có các bộ điều khiển PID và cảm biến chính xác để duy trì nhiệt độ đồng đều.
Một điểm nữa cần lưu ý là các đèn hồng ngoại có công suất cao, vì vậy chúng tạo ra nhiều nhiệt lượng. Nếu hệ thống thông gió và làm mát không đủ mạnh để loại bỏ lượng nhiệt này khỏi phòng sạch, bạn sẽ gặp phải các vấn đề liên quan đến nhiệt độ.
Việc lắp đặt các hệ thống đèn hồng ngoại đòi hỏi sự tỉ mỉ hơn một chút, nhưng lợi ích về mặt tiết kiệm năng lượng khiến việc này trở nên xứng đáng.