Giảm lượng khí carbon trong quy trình sản xuất: Tại sao chúng tôi chuyển sang sử dụng đèn hồng ngoại để làm khô wafer
Hãy thành thật mà nói: giai đoạn làm khô wafer trong nhà máy sản xuất bán dẫn là giai đoạn tiêu tốn nhiều năng lượng nhất. Trong nhiều năm qua, chúng tôi chỉ chấp nhận việc phải duy trì nhiệt độ cao trong các bể chứa nước sạch, hoặc phải vận hành các lò sấy 24/7. Điều này thật lãng phí.
Đó là lý do tại sao chúng tôi chuyển sang sử dụng đèn hồng ngoại. Bằng cách này, chúng tôi không cần phải sử dụng các phương pháp gia nhiệt thông thường nữa. Thay vì làm nóng không khí hay nước, chúng tôi chỉ cần làm nóng chính wafer mà thôi.
Làm sao để đèn có thể hoạt động tốt trong môi trường ẩm ướt?
Bạn không thể đơn giản đặt một chiếc đèn thông thường vào buồng làm khô được; chiếc đèn đó sẽ nhanh chóng bị hỏng do ảnh hưởng của độ ẩm cao. Chúng tôi sử dụng vỏ đèn làm từ thạch anh có độ tinh khiết cao, nhưng bí quyết thực sự nằm ở việc đảm bảo độ kín của các linh kiện điện tử bên trong. Nếu các dây dẫn không được niêm phong kỹ lưỡng, hơi nước sẽ xâm nhập vào và làm hỏng filamen của đèn. Việc thay thế đèn sẽ rất khó khăn, vì vậy chúng tôi phải đảm bảo rằng mọi thứ được lắp đặt đúng cách ngay từ đầu.
Điểm tốt nhất là những chiếc đèn này phản ứng rất nhanh. Ngay khi wafer được đưa vào giai đoạn làm khô, nhiệt lượng đã được truyền vào wafer ngay lập tức. Không cần phải chờ đợi cho đến khi nhiệt độ của bể chứa nước trở lại bình thường.
Vật lý học đằng sau việc làm cho quy trình diễn ra nhanh hơn
Đèn hồng ngoại có bước sóng ngắn có khả năng xuyên qua lớp nước nhanh hơn nhiều so với không khí nóng. Năng lượng được truyền trực tiếp vào bề mặt wafer. Điều này giúp rút ngắn thời gian xử lý wafer. Khi thời gian xử lý ngắn hơn, lượng năng lượng cần thiết để xử lý mỗi wafer cũng giảm đi. Nếu áp dụng điều này trong một nhà máy có hàng trăm thiết bị, mức tiết kiệm năng lượng sẽ rất lớn. Bạn có thể thấy rõ mức tiêu thụ năng lượng trên đồng hồ đo.
Những điều cần lưu ý và những đặc điểm của đèn hồng ngoại
Tuy nhiên, việc sử dụng đèn hồng ngoại không hề đơn giản. Những chiếc đèn này phát ra lượng nhiệt rất lớn. Nếu bạn đặt chúng vào các khung thiết bị cũ, chúng có thể gây biến dạng khung thiết bị đó. Bạn cần đảm bảo rằng vỏ đèn có thể chịu được nhiệt độ cao.
Ngoài ra, lớp phủ chống thấm mà chúng tôi đề cập đến cũng có thể ngăn cản một phần ánh sáng hồng ngoại. Để bù đắp cho điều này, chúng tôi thường tăng công suất đèn lên khoảng 5–10%. Đó là cái giá nhỏ để đổi lấy chiếc đèn không bị hỏng.
Chúng tôi thiết kế những chiếc đèn này sao cho chúng có thể thay thế dễ dàng cho các bộ sưởi truyền thống. Bạn chỉ cần kết nối chúng với bộ điều khiển PID, thiết lập nhiệt độ mong muốn, và bạn sẽ không cần phải lo lắng về các bộ trao đổi nhiệt sử dụng hơi nước nữa.