Giảm lượng khí carbon trong quy trình xử lý wafer (mà không làm mất kiểm soát)
Hiện nay, mọi nhà máy sản xuất chip bán dẫn đều phải đối mặt với áp lực phải đạt được mục tiêu giảm lượng khí thải xuống mức bằng không. Nhưng khi xem xét nguồn năng lượng bị lãng phí, có một lượng lớn năng lượng bị lãng phí do việc làm nóng và xử lý wafer.
Cách làm truyền thống – sử dụng lò sưởi thông thường – giống như việc cố gắng làm nóng một hạt đậu nhỏ bằng cách làm nóng cả căn bếp. Đó là cách lãng phí năng lượng khổng lồ. Chúng tôi đã tìm ra cách tốt hơn, đó là sử dụng các cảm biến hồng ngoại chính xác và hệ thống làm nóng có thể tập trung năng lượng vào chính wafer, chứ không phải toàn bộ không gian xung quanh.
Ngừng việc làm nóng các bức tường
Vấn đề là: nếu việc làm nóng không đồng đều, bạn sẽ phải loại bỏ những phần wafer bị hư hại. Đó là sự lãng phí thời gian và tiền bạc. Chúng tôi sử dụng đèn hồng ngoại tia ngắn kết hợp với máy đo nhiệt độ tốc độ cao để tạo ra một hệ thống có khả năng tự điều chỉnh nhiệt độ. Thay vì làm nóng toàn bộ không gian, chúng tôi tập trung năng lượng vào những bước sóng mà silicon có thể hấp thụ. Kết quả là bạn không còn lãng phí năng lượng để làm nóng các bức tường nữa. Bạn có thể tăng tốc quá trình xử lý wafer, giảm lượng năng lượng tiêu thụ trên mỗi wafer, và chi phí năng lượng cũng giảm theo. Đó chính là lý thuyết thông thường thôi.
Tốc độ và khả năng kiểm soát
Chúng tôi thiết kế các cảm biến này sao cho chúng có thể phản ứng trong vài毫giây. Nếu có điểm nóng xuất hiện trên bề mặt wafer, hệ thống sẽ ngay lập tức giảm cường độ năng lượng được truyền vào wafer. Điều này khác hoàn toàn với các bộ làm nóng truyền thống, vốn luôn làm cho nhiệt độ vượt mức mong muốn, khiến bạn lo lắng rằng mình đã làm hỏng toàn bộ lô sản phẩm. Ngoài ra, chúng tôi còn bọc các bộ phận làm nóng trong chất liệu thạch anh. Điều này giúp ngăn chặn các yếu tố gây ô nhiễm và giúp quá trình xử lý wafer diễn ra thuận lợi hơn.
Nhược điểm: Năng lượng và hệ thống làm mát
Tuy nhiên, vẫn còn một nhược điểm. Các bộ phận làm nóng hồng ngoại có khả năng truyền nhiệt nhanh, nhưng chúng cũng tạo ra lượng năng lượng lớn. Bạn không thể đơn giản lắp chúng vào các thiết bị cũ mà coi như xong. Nếu hệ thống làm mát không đủ mạnh để xử lý lượng năng lượng dư thừa này, các linh kiện điều khiển sẽ bị hỏng. Bạn cần đảm bảo hệ thống làm mát hoạt động tốt trước.
Ý nghĩa thực tế của việc này
Khi chuyển sang sử dụng các bộ phận làm nóng hồng ngoại chính xác, diện tích cần thiết để làm nóng wafer sẽ giảm đi. Bạn sẽ không còn phải sử dụng những buồng làm nóng lớn và kém hiệu quả nữa. Điều này giúp việc xây dựng “nhà máy xanh” trở thành hiện thực. Bạn sẽ giảm được lượng năng lượng cần thiết để vận hành nhà máy, và đó chính là cách nhanh nhất để giảm chi phí liên quan đến khí CO2 từ mỗi chiếc chip được sản xuất.