Ngăn chặn sự tổn thất năng lượng trong quá trình gia nhiệt các linh kiện bán dẫn
Hãy thành thật mà nói: việc chế tạo linh kiện bán dẫn đòi hỏi độ chính xác cực cao. Nhưng trong thời gian dài, cách chúng ta xử lý vấn đề nhiệt độ vẫn còn khá lãng phí năng lượng.
Hầu hết các lò nung truyền thống đều cố gắng làm nóng toàn bộ không gian bên trong lò chỉ để đạt được nhiệt độ mong muốn cho wafer. Điều này giống như việc bật tất cả các thiết bị sưởi trong nhà chỉ để làm ấm một tách cà phê thôi.
Chúng tôi đã tìm ra cách tốt hơn. Bằng cách sử dụng các bóng đèn hồng ngoại có độ tinh khiết cực cao, chúng ta có thể ngừng việc làm nóng không khí và tập trung năng lượng vào việc làm nóng chính wafer. Đây là phương pháp làm nóng có tính chọn lọc cao; nó giúp giảm đáng kể chi phí năng lượng cần thiết để vận hành phòng sạch.
Tại sao phương pháp này lại hiệu quả?
Cơ chế hoạt động của các bóng đèn này như sau: Dòng điện được dẫn qua sợi wolfram được bao bọc trong lớp thủy tinh có độ tinh khiết cao. Chúng ta điều chỉnh bóng đèn sao cho nó phát ra ánh sáng hồng ngoại bước sóng ngắn. Tại sao lại chọn bước sóng ngắn? Bởi vì ánh sáng hồng ngoại bước sóng ngắn có khả năng xuyên qua các vật liệu nhanh hơn so với ánh sáng hồng ngoại bước sóng dài. Điều này giúp nâng nhiệt độ wafer một cách nhanh chóng. Và điều đó có nghĩa là chúng ta sẽ tiết kiệm được nhiều kilowatt-giờ năng lượng cho mỗi wafer.
“Độ tinh khiết cực cao” không phải chỉ là từ ngữ quảng cáo. Trong quá trình sản xuất, một mảnh kim loại nhỏ hay một lượng khí thải nhỏ cũng có thể phá hỏng cả một lô sản phẩm. Chúng tôi loại bỏ các tạp chất khỏi lớp thủy tinh, nhằm tránh việc phải vứt bỏ những wafer đắt tiền chỉ vì bóng đèn bị hỏng.
Những trade-off thực tế
Tất nhiên, không có gì là hoàn hảo cả. Các bóng đèn UHP có công suất cao, do đó chúng tạo ra lượng nhiệt lớn. Điều này rất tốt cho tốc độ gia nhiệt, nhưng lại gây áp lực lớn lên hệ thống cung cấp điện. Nếu bạn sử dụng các mạch điện áp cao, bạn cần đảm bảo rằng các biến áp của mình có thể chịu được dòng điện cao trong lúc bóng đèn được bật lên.
Để tránh việc bóng đèn bị hỏng, chúng tôi sử dụng nguyên lý hoạt động của khí halogen. Khí halogen giúp đưa wolfram bị bay hơi trở lại sợi dây tóc của bóng đèn. Điều này giúp bóng đèn hoạt động lâu hơn. Bạn phải chấp nhận việc sử dụng khí halogen thay vì thay bóng đèn thường xuyên.
Giảm thiểu tác động môi trường
Điểm tốt nhất của phương pháp này là việc chỉ làm nóng chính wafer mà thôi. Bạn không cần phải làm nóng toàn bộ phòng hay các bộ phận xung quanh. Điều này giúp giảm lượng năng lượng cần thiết để đạt được nhiệt độ hoạt động, đồng thời ngăn chặn sự tổn thất nhiệt ra môi trường xung quanh.
Đây là cách hiệu quả để đạt được mục tiêu phát triển bền vững, mà không làm chậm quá trình sản xuất. Thật dễ hiểu phải không?