วิธีหยุดการสูญเสียพลังงานในกระบวนการผลิตชิปเซมิคอนดักเตอร์
พูดตามตรงเลยนะครับ การผลิตชิปเซมิคอนดักเตอร์ถือเป็นกระบวนการที่ต้องอาศัยความแม่นยำสูงมาก แต่ตลอดมา เราก็ใช้วิธีการจัดการกับความร้อนที่ไม่ค่อยมีประสิทธิภาพเท่าไหร่นัก
เตาอบแบบดั้งเดิมมักจะพยายามทำให้อากาศภายในห้องร้อนขึ้น เพื่อให้ Wafer มีอุณหภูมิที่เหมาะสม มันก็เหมือนกับการเปิดเครื่องทำความร้อนทั้งหมดในบ้าน เพียงเพื่อทำให้กาแฟหนึ่งแก้วร้อนขึ้นเท่านั้น
เราได้ค้นพบวิธีที่ดีกว่านี้ นั่นคือการใช้หลอดไฟอินฟราเรดความบริสุทธิ์สูง (UHP) วิธีนี้จะช่วยให้เราไม่ต้องทำให้อากาศร้อนขึ้น แต่สามารถทำให้ Wafer ร้อนขึ้นได้โดยตรง มันเป็นวิธีที่เรียบง่าย และช่วยลดค่าใช้จ่ายด้านพลังงานได้อย่างมาก
ทำไมหลอดไฟ UHP ถึงมีประสิทธิภาพ
หลอดไฟ UHP ทำงานโดยการปล่อยกระแสไฟฟ้าผ่านเส้นลวดทังสเตนที่อยู่ภายในเปลือกควอตซ์ที่มีความบริสุทธิ์สูง เราปรับแต่งหลอดไฟเหล่านี้ให้สามารถปล่อยแสงอินฟราเรดคลื่นสั้นได้
ทำไมต้องใช้คลื่นสั้นล่ะ? เพราะคลื่นสั้นสามารถทะลุผ่านวัสดุต่างๆ ได้เร็วกว่าคลื่นยาว ทำให้ Wafer ร้อนขึ้นได้อย่างรวดเร็ว นั่นหมายความว่าเราจะใช้พลังงานน้อยลงต่อ Wafer หนึ่งชิ้น
ส่วนคำว่า “ความบริสุทธิ์สูง” นั้นไม่ใช่เพียงแค่คำโฆษณาเท่านั้น ในโรงงานผลิตชิป เศษโลหะเล็กๆ หรือก๊าซที่เกิดขึ้นอาจทำให้ Wafer ทั้งชุดเสียหายได้ เราจึงต้องกำจัดสิ่งสกปรกเหล่านี้ออกจากควอตซ์ เพื่อไม่ให้ Wafer มีคุณภาพต่ำเพราะหลอดไฟที่สกปรก
ข้อเสียในการใช้หลอดไฟ UHP
แน่นอนว่าไม่มีอะไรที่สมบูรณ์แบบ หลอดไฟ UHP มีพลังงานความร้อนสูงมาก ซึ่งดีสำหรับความเร็วในการทำงาน แต่ก็สร้างแรงกดดันให้กับระบบจ่ายไฟด้วย หากคุณใช้หลอดไฟที่มีแรงดันสูง คุณต้องแน่ใจว่าหม้อแปลงไฟของคุณสามารถรับมือกับกระแสไฟที่เพิ่มขึ้นได้
เพื่อไม่ให้หลอดไฟเสียหาย เราจึงใช้ก๊าซฮาโลเจน ก๊าซนี้จะช่วยดึงเส้นลวดทังสเตนที่ระเหยออกมากลับมาไว้ที่เส้นลวดอีกครั้ง ทำให้หลอดไฟสามารถทำงานได้นานขึ้น คุณต้องแลกกับการใช้ก๊าซที่มีความซับซ้อนมากขึ้นเล็กน้อย เพื่อแลกกับการไม่ต้องเปลี่ยนหลอดไฟทุกๆ สองสามสัปดาห์
การลดผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อม
สิ่งที่ดีที่สุดคือการใช้วิธี “การทำความร้อนเฉพาะจุด” แทนการทำให้เหล็กและห้องร้อนขึ้น คุณจะได้ทำความร้อนเฉพาะ Wafer เท่านั้น นั่นหมายความว่าคุณจะใช้พลังงานน้อยลง และไม่มีการสูญเสียความร้อนไปสู่สิ่งแวดล้อมอีกด้วย
นี่เป็นวิธีที่ง่ายๆ ในการบรรลุเป้าหมายด้านสิ่งแวดล้อม โดยไม่ต้องลดความเร็วในการผลิตลง