Giảm lượng khí thải carbon trong các nhà máy sản xuất bán dẫn: Tại sao phương pháp sưởi ấm bằng tia hồng ngoại lại hiệu quả?
Các nhà máy sản xuất bán dẫn đang phải đối mặt với áp lực lớn để đạt được mục tiêu giảm lượng khí thải carbon. Nhưng nếu nhìn kỹ vào quy trình sản xuất, có thể thấy rằng một lượng lớn năng lượng bị lãng phí trong giai đoạn sấy wafer.
Tôi thường thấy các nhà máy vẫn sử dụng những lò sấy kiểu đối lưu hoặc các bộ phận sưởi ấm cũ kỹ. Điều này rất kém hiệu quả. Bạn đang chi một số tiền lớn để sưởi ấm toàn bộ buồng sản xuất và không khí xung quanh, trong khi điều bạn thực sự quan tâm chỉ là wafer mà thôi.
Ưu điểm của phương pháp sưởi ấm bằng tia hồng ngoại
Khi tôi vào nhà máy để kiểm tra quy trình sấy wafer, điều đầu tiên tôi chú ý đến chính là “thời gian phản ứng nhiệt”. Hãy tưởng tượng xem: phương pháp đối lưu diễn ra rất chậm. Bạn phải sưởi ấm không khí trước, sau đó mới có thể sưởi ấm wafer. Quá trình này rất mất thời gian. Trong khi đó, phương pháp sưởi ấm bằng tia hồng ngoại bỏ qua bước trung gian này; năng lượng được truyền trực tiếp đến bề mặt wafer thông qua bức xạ điện từ.
Bằng cách sử dụng tia hồng ngoại ngắn sóng, bạn có thể tránh lãng phí năng lượng vào việc sưởi ấm các bức tường máy móc và không khí xung quanh. Lượng năng lượng tiêu thụ cho mỗi wafer sẽ giảm xuống. Rất đơn giản phải không?
Làm thế nào để thiết lập hệ thống một cách hiệu quả?
Bạn không thể chỉ thay thế bộ phận sưởi ấm là xong được. Việc này không hề dễ dàng chút nào. Để giảm lượng khí thải carbon, bạn cần chọn bước sóng phù hợp. Nếu bộ phát tia hồng ngoại không được điều chỉnh sao cho phù hợp với bước sóng hấp thụ của wafer hoặc chất cần sấy, thì bạn đang lãng phí điện năng một cách vô ích.
Chúng tôi thường sử dụng đèn thạch anh có mật độ cao. Tại sao? Bởi vì chúng có khả năng làm nóng và làm mát nhanh chóng. Bạn không cần phải để các bộ phận sưởi ổn định ở mức công suất cao trong suốt thời gian chờ đợi giữa các lô sản xuất.
Nhưng có một vấn đề: tia hồng ngoại cường độ cao sẽ tạo ra nhiệt lượng lớn – đặc biệt là ở hai đầu đèn. Nếu bạn sử dụng máy làm mát kém chất lượng, bạn có thể gặp vấn đề với các bộ phận kết nối của máy. Đó là điều mà bạn không muốn gặp phải.
Tác động tích cực của phương pháp này đối với mục tiêu “xanh” của bạn
Khi bạn chuyển sang sử dụng phương pháp sưởi ấm bằng tia hồng ngoại, các con số liên quan đến mức tiêu thụ năng lượng sẽ trở nên tốt hơn rất nhiều. Bạn sẽ tiêu thụ ít kWh hơn cho mỗi đơn vị sản phẩm. Khu vực sấy wafer cũng chiếm ít diện tích hơn. Và vì các bộ phận sưởi ấm hoạt động trong thời gian ngắn hơn, bạn sẽ tiêu thụ ít điện năng hơn, từ đó giảm lượng khí thải CO2.
Bạn cũng có thể xử lý wafer nhanh hơn, và mức độ khí thải carbon của bạn sẽ trở nên chính xác hơn. Đó quả là một giải pháp tuyệt vời.