Giảm lượng khí thải carbon trong các nhà máy sản xuất bán dẫn: Tại sao việc sử dụng ánh sáng hồng ngoại lại hiệu quả?
Hãy thành thật mà nói: các nhà máy sản xuất bán dẫn tiêu tốn rất nhiều năng lượng. Hầu hết các thiết bị sưởi ấm trong các phòng sạch truyền thống đều hoạt động dựa trên nguyên lý sưởi ổn áp, tức là chúng chỉ làm tăng nhiệt độ không khí mà thôi. Điều này gây lãng phí năng lượng. Chính vì vậy, ngày càng nhiều người chuyển sang sử dụng hệ thống đèn hồng ngoại tia ngắn (SWIR).
Về mặt vật lý, phương pháp sưởi ấm thông thường diễn ra rất chậm. Nó cố gắng làm nóng không khí để làm nóng wafer. Trong khi đó, hệ thống hồng ngoại không cần qua bước trung gian này; chúng trực tiếp truyền năng lượng vào wafer. Vì vậy, hệ thống điều hòa không khí không cần phải hoạt động quá công suất để đối phó với nhiệt độ xung quanh. Điều này có nghĩa là mức tiêu thụ năng lượng trên mỗi wafer sẽ giảm đi.
Nhưng bạn không thể đơn giản lắp đặt chúng rồi bỏ mặc chúng. Khi lập kế hoạch nâng cấp, điều quan trọng là phải đảm bảo mật độ năng lượng cao. Các đèn thạch anh công suất cao có thể làm nóng wafer trong vài giây thôi. Không còn hiện tượng lãng phí năng lượng do việc chờ đợi cho đến khi phòng sạch ổn định nữa. Thật nhanh.
Nhưng có một vấn đề: bạn phải đảm bảo rằng hệ thống làm mát có thể đáp ứng được yêu cầu. Các bộ đèn hồng ngoại công suất cao tạo ra áp lực lớn lên vỏ máy. Nếu các quạt hay hệ thống làm mát không đủ mạnh, máy móc có thể bị hỏng hoặc toàn bộ hệ thống có thể ngừng hoạt động do quá nhiệt.
Nếu bạn từng làm việc trong môi trường sản xuất, bạn sẽ biết rằng việc thay thế thiết bị một cách đơn giản thường chỉ là ảo tưởng. Bạn có lẽ sẽ cần phải điều chỉnh lại các bảng điều khiển để phù hợp với điện áp của đèn. Tôi luôn khuyên nên sử dụng bộ điều khiển PID kết hợp với các cảm biến nhiệt độ có khả năng phản ứng nhanh. Nếu hệ thống phản hồi chậm, cường độ ánh sáng hồng ngoại có thể vượt quá mức mong muốn, khiến wafer bị hỏng. Điều này rất tồi tệ.
Cuối cùng, việc chuyển sang sử dụng ánh sáng hồng ngoại là một trong những cách dễ dàng nhất để giảm lượng khí thải carbon. Bạn có thể rút ngắn thời gian sản xuất và tránh lãng phí năng lượng. Nhờ đó, nhà máy của bạn sẽ trở nên “xanh” hơn, và bạn cũng không cần phải giảm tốc độ sản xuất để đạt được mục tiêu đó.