Giảm lượng khí thải carbon trong quy trình sản xuất chip bằng công nghệ sưởi ấm bằng tia hồng ngoại
Nếu bạn từng làm việc trong phòng sạch, chắc hẳn bạn hiểu rõ những khó khăn mà người ta phải đối mặt. Chúng ta cần nhiệt độ cao, nhưng đồng thời cũng cần đảm bảo rằng không có bụi bẩn nào được tạo ra. Đó chính là lý do tại sao chúng ta sử dụng đèn sưởi ấm bằng tia hồng ngoại.
Thay vì sử dụng không khí nóng để sưởi ấm – điều này thực chất chỉ khiến các hạt bụi di chuyển lên bề mặt wafer mà thôi – công nghệ tia hồng ngoại sử dụng bức xạ để truyền nhiệt. Đây là cách truyền nhiệt trực tiếp, không cần gió, không gây ra bụi bẩn, và cũng không làm ô nhiễm silicon.
Vật lý học đằng sau công nghệ này
Hãy tưởng tượng về lò nướng thông thường. Đó là công nghệ lỗi thời; nó tiêu tốn rất nhiều năng lượng chỉ để làm nóng không khí trong phòng. Ngược lại, công nghệ tia hồng ngoại tập trung nhiệt vào chính bề mặt vật liệu cần được sưởi ấm. Nhờ việc sử dụng tia hồng ngoại bước sóng ngắn hoặc trung bình, chúng ta có thể nâng nhiệt độ vật liệu lên trong vài giây thay vì vài phút.
Tốc độ rất nhanh. Thực sự rất nhanh.
Điều này giúp giảm chi phí năng lượng. Khi thiết kế nhà máy “xanh”, chúng ta muốn loại bỏ hiện tượng “trì trệ nhiệt” – tình trạng mà trong đó thiết bị vẫn tiêu tốn điện năng mặc dù chưa đạt được nhiệt độ mong muốn.
Những thách thức khi áp dụng công nghệ này
Chúng ta không thể đơn giản chỉ đặt một chiếc đèn vào hộp thôi. Những chiếc đèn này phải được giữ trong môi trường cực kỳ sạch sẽ. Nếu có bất kỳ chất cặn nào trên ống thủy tinh, chúng có thể di chuyển lên bề mặt silicon trong quá trình sưởi ấm. Đó là một vấn đề nghiêm trọng. Vì vậy, chúng ta sử dụng ống thủy tinh có độ tinh khiết cao để đảm bảo môi trường sạch sẽ.
Lợi ích cho Trái Đất
Khi chuyển sang sử dụng công nghệ tia hồng ngoại, diện tích cần thiết để lắp đặt thiết bị sưởi ấm sẽ giảm đi. Thiết bị cũng nhỏ hơn, điều này giúp tiết kiệm diện tích sàn. Quan trọng hơn, hệ thống điều hòa không khí cũng không cần phải hoạt động quá mức để làm mát căn phòng.
Lợi ích lớn nhất nằm ở giai đoạn sấy khô vật liệu. Thay vì để lò nướng hoạt động 24/7, chúng ta chỉ bật đèn tia hồng ngoại khi cần thiết. Đó chính là cách giúp giảm lượng khí thải carbon. Bạn sẽ không phải trả tiền cho việc sưởi ấm mà mình không sử dụng. Đơn giản vậy thôi.