Giảm lượng khí carbon trong phòng sạch: Tại sao phương pháp sưởi ấm bằng tia hồng ngoại lại hiệu quả?
Thành thật mà nói, việc sản xuất chất bán dẫn là quá trình tiêu tốn rất nhiều năng lượng. Để ngăn chặn hiện tượng oxy hóa hoặc nhiễm bẩn, người ta buộc phải làm việc trong môi trường chân không. Điều này khiến việc kiểm soát nhiệt độ trở thành một thách thức lớn.
Hầu hết mọi người đều sử dụng phương pháp sưởi ấm thông thường. Vấn đề là, bạn phải sưởi ấm toàn bộ căn phòng chỉ để nâng nhiệt độ của wafer lên mức cần thiết. Điều này giống như việc bật tất cả các bộ sưởi trong nhà chỉ để làm ấm một miếng pizza vậy. Đó là sự lãng phí năng lượng.
Chúng tôi thì sử dụng phương pháp khác: chúng tôi sử dụng đèn hồng ngoại có khả năng hoạt động trong môi trường chân không để sưởi trực tiếp lên wafer. Nhờ đó, không còn sự lãng phí năng lượng, và lượng khí carbon thải ra cũng giảm đi đáng kể.
Vật lý học đằng sau phương pháp này
Trong môi trường chân không, không có hiện tượng đối lưu nhiệt. Điều đó có nghĩa là nhiệt không thể lan tỏa tự do. Chúng ta phải dựa hoàn toàn vào bức xạ và sự dẫn nhiệt.
Chúng tôi sử dụng bức xạ sóng ngắn vì nó có thể xuyên vào bên trong vật liệu, thay vì chỉ phản xạ trên bề mặt. Phương pháp này rất nhanh. Thật sự rất nhanh.
Vì vậy, máy móc của chúng tôi có thể đạt được nhiệt độ cần thiết một cách nhanh chóng. Bạn sẽ tiết kiệm được nhiều năng lượng cho mỗi wafer, và hóa đơn điện năng của bạn cũng sẽ giảm đi.
Những thách thức kỹ thuật
Đây mới là phần khó khăn. Các loại đèn thông thường sẽ “thải khí”. Trong môi trường chân không, điều này là một vấn đề lớn. Chỉ cần có một chút tạp chất lọt vào, hiệu suất sản xuất sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng.
Để tránh điều này, chúng tôi sử dụng vỏ đèn bằng thạch anh có độ tinh khiết cao, cùng các bộ phận kín để ngăn chặn tạp chất lọt vào. Nhưng bạn cũng cần chú ý đến mật độ năng lượng. Vì không có không khí để mang nhiệt ra khỏi vỏ đèn, nên nhiệt độ có thể tăng lên một cách nguy hiểm. Đừng coi thường hệ thống làm mát bằng nước. Nếu hệ thống làm mát quá yếu, đèn sẽ bị hỏng nhanh hơn dự kiến. Đó là một giải pháp đơn giản, nhưng nó quyết định liệu hệ thống có thể hoạt động ổn định hay không.
Biến mục tiêu “xanh” thành hiện thực
Việc chuyển từ phương pháp sưởi ấm thông thường sang phương pháp sưởi ấm bằng tia hồng ngoại giúp giảm bớt lượng năng lượng cần thiết. Điều này giúp việc đạt được mục tiêu “nhà máy xanh” trở nên dễ dàng hơn. Bạn vẫn có thể đạt được tốc độ xử lý cao, nhưng lại không phải chịu sự lãng phí năng lượng lớn.
Đó chỉ là sự thay đổi nhỏ trong thiết kế phần cứng mà thôi. Không có gì phức tạp cả, chỉ là áp dụng những nguyên lý vật lý tốt hơn mà thôi.