Giảm lượng khí carbon trong các nhà máy sản xuất wafer: Sự thật về việc sử dụng ánh sáng hồng ngoại
Hãy thành thật mà nói – các thiết bị dùng trong ngành bán dẫn tiêu tốn rất nhiều năng lượng. Nếu xét đến lượng khí carbon được thải ra trong quá trình sản xuất wafer, thì phần lớn lượng khí thải này đến từ việc sử dụng năng lượng để làm nóng môi trường bên trong buồng chân không. Trong nhiều năm qua, chúng ta vẫn sử dụng cách làm nóng toàn bộ buồng chân không, tức là coi buồng chân không như một cái lò lớn. Điều này giống như việc dùng toàn bộ năng lượng trong ngôi nhà chỉ để làm ấm một miếng bánh pizza thôi.
Việc chuyển sang sử dụng hệ thống đèn hồng ngoại sẽ thay đổi tình hình này. Thay vì làm nóng toàn bộ buồng chân không, người ta có thể tập trung nhiệt lượng vào chính vị trí cần được làm nóng trên bề mặt wafer.
Tại sao ánh sáng hồng ngoại lại hiệu quả?
Đó là nhờ vào các đèn hồng ngoại có bước sóng ngắn. Những chiếc đèn này hoạt động rất nhanh; chúng tác động lên bề mặt wafer ngay khi năng lượng được cung cấp. Vì không cần phải dựa vào hiện tượng đối lưu không khí, nên năng lượng được truyền trực tiếp đến vị trí cần được làm nóng. Không còn sự lãng phí năng lượng nữa.
Nhược điểm (vì luôn có nhược điểm)
Vấn đề là các đèn hồng ngoại có công suất cao sẽ tạo ra lượng nhiệt lớn. Lượng nhiệt này rất hữu ích cho việc làm nóng wafer, nhưng lại gây tổn hại nghiêm trọng cho các bộ phận cấu thành thiết bị. Nếu bạn cung cấp quá nhiều năng lượng cho các đèn này, thì các bộ phận xung quanh sẽ bị hỏng. Bạn cần phải chú ý đến hệ thống làm mát và các bộ phận trao đổi nhiệt. Nếu hệ thống làm mát không thể loại bỏ lượng nhiệt dư thừa, thì các cảm biến sẽ bị ảnh hưởng, và điều đó sẽ khiến chất lượng sản phẩm bị suy giảm.
Làm sao để tạo ra “nhà máy xanh” thực sự?
Khi chuyển sang sử dụng ánh sáng hồng ngoại, chúng ta sẽ không còn phải chiến đấu với các quy luật vật lý nữa, mà có thể tận dụng chúng một cách hiệu quả. Bằng cách điều chỉnh bước sóng ánh sáng sao cho phù hợp với khả năng hấp thụ của wafer, chúng ta có thể tránh được việc lãng phí năng lượng. Điều này đặc biệt hữu ích trong các quy trình nung hoặc xử lý wafer. Ngoài ra, việc sử dụng ánh sáng hồng ngoại còn giúp tăng tốc độ sản xuất và giảm lượng năng lượng tiêu thụ trên mỗi chiếc chip. Đó chính là việc áp dụng logic thông thường vào thực tế sản xuất. Giảm lãng phí, tăng số lượng wafer được sản xuất, và giảm mức độ ô nhiễm môi trường.