Giảm lượng khí nhà kính trong các nhà máy sản xuất bán dẫn: Chuyển sang sử dụng hệ thống sưởi bằng tia hồng ngoại
Thành thật mà nói, các nhà máy sản xuất bán dẫn tiêu thụ rất nhiều năng lượng. Hầu hết các thiết bị cũ trong các phòng sạch vẫn sử dụng phương pháp sưởi bằng điện trở, hoặc các phương pháp sưởi truyền thống khác. Đó là sự lãng phí năng lượng khổng lồ. Đó là lý do tại sao ngày càng có nhiều nhà máy chuyển sang sử dụng hệ thống sưởi bằng tia hồng ngoại. Đây là phương pháp hiệu quả hơn nhiều.
Tại sao phương pháp này hiệu quả?
Các bộ sưởi thông thường chỉ cố gắng làm nóng không khí để làm nóng wafer. Đó là sự lãng phí năng lượng lớn. Trong khi đó, các đèn hồng ngoại hoạt động theo nguyên lý phát ra bức xạ; các photon chiếu trực tiếp vào vật liệu cần được làm nóng. Như vậy, không còn sự lãng phí năng lượng nữa. Khi sử dụng các bộ sưởi hồng ngoại có mật độ cao, thời gian làm nóng wafer sẽ giảm đáng kể. Và vì chu kỳ làm nóng ngắn hơn, nên lượng năng lượng tiêu thụ cũng ít hơn.
Làm thế nào để đạt được hiệu quả tối ưu?
Nếu bạn muốn nâng cấp các thiết bị cũ, bạn không thể đơn giản chỉ cắm chúng vào nguồn điện. Bạn cần xem xét mật độ năng lượng được sử dụng. Chúng tôi thường sử dụng các đèn thạch anh có công suất cao, kèm theo các bộ phản xạ ánh sáng để giữ nhiệt ở mức cần thiết. Nhưng bạn cũng cần đảm bảo rằng bước sóng của ánh sáng phù hợp với loại vật liệu của wafer. Nếu không, năng lượng sẽ bị phản xạ lại, và bạn vẫn phải bắt đầu lại từ đầu. Để đạt được hiệu quả tối ưu, chúng tôi sử dụng các bộ phản xạ được phủ bằng vàng. Điều này nghe có vẻ phức tạp, nhưng thực tế lại rất hữu ích. Nó giúp việc sử dụng đèn ở công suất thấp hơn, đồng thời giữ nhiệt độ ở mức cần thiết. Kết quả vẫn như mong muốn, nhưng chi phí tiêu thụ điện lại giảm.
Những hạn chế
Tuy nhiên, việc nâng cấp sang hệ thống sưởi hồng ngoại không phải là giải pháp hoàn hảo. Các đèn có cường độ cao tạo ra lượng nhiệt lớn. Nếu bạn đặt chúng vào các thiết bị được thiết kế cho các bộ sưởi truyền thống, chúng có thể làm biến dạng thiết bị hoặc làm hỏng các cảm biến. Bạn cần đảm bảo rằng hệ thống làm mát có thể xử lý được lượng nhiệt này. Tôi luôn khuyên nên sử dụng các bộ điều khiển PID và các cảm biến đo nhiệt có khả năng phản ứng nhanh. Điều này giúp kiểm soát nhiệt độ một cách chính xác, từ đó giảm lượng năng lượng tiêu thụ. Các thiết bị này có thể được lắp đặt dễ dàng, nhưng bạn cần điều chỉnh logic điều khiển để phù hợp với tốc độ phản ứng của hệ thống hồng ngoại.