Giảm lượng khí thải carbon trong nhà máy sản xuất bán dẫn: Tại sao việc sử dụng phương pháp đun nóng bằng tia hồng ngoại lại hiệu quả?
Ngày nay, mọi người đều nói về “nhà máy xanh”. Nhưng nếu bạn đang điều hành một nhà máy sản xuất bán dẫn, bạn sẽ biết rằng việc giảm lượng khí thải carbon thường phụ thuộc vào cách bạn kiểm soát nhiệt độ.
Những lò sưởi truyền thống thực sự rất lãng phí năng lượng. Chúng làm nóng mọi thứ – buồng sản xuất, không khí, các bức tường… Nói chung, mọi thứ trừ phần mà chúng ta thực sự cần làm nóng.
Đó là lý do tại sao chúng ta chuyển sang sử dụng phương pháp đun nóng bằng tia hồng ngoại. Thay vì làm nóng toàn bộ căn phòng, chúng ta chỉ cần tập trung năng lượng vào bề mặt wafer mà thôi.
Bí quyết nằm ở mật độ năng lượng.
Chúng ta sử dụng đèn tia hồng ngoại tần số cao và có mật độ công suất cao để đạt được nhiệt độ mong muốn một cách nhanh chóng. Điều này giúp tiết kiệm năng lượng hơn, vì không cần phải sử dụng quá nhiều kilowatt-hour để làm nóng từng wafer.
Nhưng bạn không thể tăng công suất lên mức cao nhất để tăng tốc độ quá trình đun nóng. Nếu làm vậy, bạn sẽ tạo ra những điểm nóng không mong muốn. Và ai cũng không muốn có những tấm silic bị biến dạng cả. Điều quan trọng là tìm được mức năng lượng phù hợp để đảm bảo nhiệt độ được duy trì ổn định.
Nơi tiết kiệm năng lượng thực sự nằm ở đâu?
Đây chính là điều mà nhiều người thường bỏ qua: năng lượng “ẩn” trong quá trình đun nóng.
Khi chuyển sang sử dụng tia hồng ngoại, chúng ta không còn lãng phí năng lượng vào những lò sưởi lớn không hoạt động. Chúng ta sử dụng các lớp vỏ bằng thạch anh và các tấm phản xạ để chiếu lại mọi photon về phía mục tiêu.
Vì chúng ta không để nhiệt lượng lan ra khắp phòng, nên hệ thống điều hòa không khí và máy làm lạnh không cần phải hoạt động quá mức để giữ cho môi trường trong phòng luôn mát mẻ. Đó chính là lúc chúng ta thấy được sự giảm thiểu lượng khí thải carbon.
Nhưng đó không phải là phép màu.
Tôi phải thành thật rằng, phương pháp đun nóng bằng tia hồng ngoại không phải là giải pháp “bật lên và quên đi”.
Các cảm biến cần được điều chỉnh một cách chính xác. Nếu chu kỳ PID không được điều chỉnh đúng cách, bạn sẽ vượt quá mức nhiệt độ mong muốn và làm hỏng wafer. Điều này hoàn toàn có thể xảy ra.
Hơn nữa, các đèn cũng sẽ bị hao mòn theo thời gian. Khi sợi dây tóc của đèn bị mài mòn, bước sóng phát ra sẽ thay đổi. Bạn không thể phớt lờ điều này; bạn cần điều chỉnh công suất đầu vào theo thời gian để duy trì nhiệt độ ổn định.
Điều này đòi hỏi sự chú ý tỉ mỉ hơn, nhưng lợi ích về mặt năng lượng và hiệu quả là rất đáng giá.