Giảm lượng carbon trong quá trình sản xuất chip bằng phương pháp sưởi ấm bằng tia hồng ngoại
Việc sản xuất chất bán dẫn đòi hỏi sự kiểm soát chính xác. Người ta cần độ chính xác cao trong việc điều chỉnh nhiệt độ, nhưng đồng thời cũng không thể để bất kỳ hạt bụi hay phân tử khí nào làm hỏng các tấm wafer.
Trong thời gian dài, người ta thường sử dụng lò sưởi thông thường để làm nóng các tấm silicon. Nhưng thực ra, việc làm nóng cả một căn phòng chỉ để làm nóng một mảnh silicon nhỏ là sự lãng phí năng lượng khổng lồ. Đó giống như việc làm nóng cả ngôi nhà chỉ để làm nóng một miếng pizza vậy.
Đó là lý do tại sao chúng ta chuyển sang sử dụng đèn sưởi bằng tia hồng ngoại. Thay vì làm nóng không khí, chúng ta tập trung nhiệt lượng trực tiếp vào bề mặt tấm silicon. Phương pháp này hiệu quả hơn, nhanh hơn, và giúp giảm lượng carbon được thải ra từ phòng sạch.
Tại sao phương pháp này hiệu quả?
Hệ thống sưởi bằng tia hồng ngoại sử dụng bức xạ điện từ. Nói một cách đơn giản, chúng ta không cần dùng không khí để truyền nhiệt. Vì vậy, các tấm wafer có thể được làm nóng ngay lập tức. Ngoài ra, thiết bị này chiếm ít diện tích hơn trên sàn nhà.
Khi chúng ta không cần sử dụng quá nhiều năng lượng để làm nóng không khí xung quanh, chúng ta có thể tiết kiệm được rất nhiều điện năng. Đó chính là lợi ích môi trường thực sự.
Những điều cần biết về phòng sạch
Trong phòng sạch, “sự thoát khí” là kẻ thù lớn nhất. Nếu thiết bị của bạn tạo ra các hạt bụi, thì công việc sản xuất sẽ bị gián đoạn. Để ngăn chặn điều này, chúng ta sử dụng lớp vỏ bằng thạch anh có độ tinh khiết cao. Chúng giúp ngăn các chất gây ô nhiễm tiếp xúc với các tấm wafer, ngay cả trong môi trường chân không.
Chúng ta thường sử dụng tia hồng ngoại sóng ngắn, vì chúng có khả năng thấm sâu vào silicon và các chất phủ bề mặt tốt hơn. Nhưng chúng ta không thể tăng công suất quá mức để tăng tốc độ quá trình sản xuất. Nếu làm vậy, các tấm wafer sẽ bị tổn thương và có thể bị nứt. Chúng ta sử dụng bộ điều khiển PID để duy trì sự ổn định, cân bằng giữa tốc độ tăng nhiệt và khả năng chịu đựng của vật liệu.
Những hạn chế của phương pháp này
Tia hồng ngoại không phải là phương phép kỳ diệu. Vẫn có những hạn chế nhất định. Các đèn sưởi bằng tia hồng ngoại có thể trở nên cực kỳ nóng ở phía sau vỏ đèn. Nếu chúng ta không điều chỉnh hệ thống làm mát một cách chính xác, thì hệ thống HVAC sẽ gặp vấn đề. Đó là một cuộc chiến thua cuộc.
Và nếu hệ thống làm mát bị hỏng, thì các đèn sẽ nhanh chóng bị hỏng. Hệ thống thông gió tốt không chỉ là điều “tốt để có”, mà còn là yếu tố duy nhất giúp ngăn chặn hệ thống tự phá hủy bản thân mình.