Ngừng việc làm nóng không khí: Cách hiệu quả hơn để xử lý các tấm wafer
Nếu chúng ta thực sự muốn đạt được mục tiêu trung hòa khí carbon trong quy trình sản xuất, chúng ta cần ngừng sử dụng những lò nung kiểu cũ. Những lò này tiêu tốn rất nhiều năng lượng. Thay vào đó, chúng ta nên sử dụng phương pháp làm nóng bằng tia hồng ngoại.
Ý tưởng rất đơn giản: Tại sao phải làm nóng toàn bộ buồng chân không hoặc không khí xung quanh tấm wafer, trong khi chỉ cần làm nóng chính tấm wafer thôi? Chúng ta sử dụng các cảm biến và đèn hồng ngoại để truyền nhiệt đúng vào vị trí cần thiết. Như vậy, chúng ta không còn lãng phí năng lượng vào những khu vực không cần thiết nữa.
Cách thức hoạt động
Phương pháp làm nóng thông thường dựa vào hiện tượng đối lưu. Phương pháp này chậm, kém hiệu quả, và tiêu tốn rất nhiều năng lượng. Ngược lại, phương pháp sử dụng tia hồng ngoại sử dụng bức xạ điện từ để truyền nhiệt. Bằng cách điều chỉnh mức công suất của đèn sao cho phù hợp với khả năng hấp thụ nhiệt của silicon, nhiệt lượng sẽ được truyền trực tiếp vào tấm wafer. Quá trình này diễn ra rất nhanh. Vì thời gian khởi động rất ngắn, lượng năng lượng tiêu thụ trên mỗi tấm wafer giảm đáng kể.
Kiểm soát nhiệt độ
Chúng ta không thể chỉ đơn giản làm nóng mà không kiểm soát nhiệt độ. Chúng ta cần có cách kiểm soát chặt chẽ nhiệt độ. Chúng ta sử dụng các cảm biến hồng ngoại tốc độ cao để theo dõi bề mặt tấm wafer theo thời gian thực. Những cảm biến này kết nối với hệ thống PID để điều chỉnh công suất đèn một cách tự động. Nếu có điểm nóng xuất hiện, hệ thống sẽ ngay lập tức giảm công suất đèn. Điều này giúp tránh việc tấm wafer bị hỏng và giúp giảm chi phí điện năng.
Nhược điểm
Tuy nhiên, khi chuyển sang sử dụng đèn hồng ngoại, chúng ta sẽ phải đối mặt với áp lực nhiệt lớn lên khung máy. Dù tấm wafer có thể nóng lên nhanh, nhưng các bộ phận xung quanh lại bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Chúng ta cần đảm bảo rằng hệ thống làm mát đủ mạnh để đối phó với lượng nhiệt này. Nếu hệ thống làm mát yếu, chúng ta sẽ mất đi lợi ích từ việc tiết kiệm năng lượng và thậm chí máy móc còn bị hỏng.
Ý nghĩa của việc này
Việc thay thế các lò nung cũ bằng hệ thống làm nóng bằng tia hồng ngoại giúp quá trình xử lý tấm wafer trở nên hiệu quả hơn. Đối với nhiều dây chuyền sản xuất cũ, việc thay thế này khá đơn giản. Chúng tôi nhận thấy rằng càng sử dụng cảm biến hồng ngoại tốt, chi phí điện năng càng giảm. Đó là một giải pháp tốt: ít lãng phí năng lượng, ít tấm wafer bị hỏng, và lượng khí thải carbon cũng giảm đi đáng kể.