Ngừng lãng phí nhiệt lượng: Cách thông minh hơn để sấy khô wafer
Trong các nhà máy chế tạo bán dẫn, việc loại bỏ hơi ẩm trên bề mặt wafer mà không làm hỏng wafer đó là một công việc rất khó khăn. Nhưng vấn đề là nhiều người vẫn tiếp tục sử dụng quá nhiều năng lượng, như thể chúng ta vẫn đang sống trong năm 1995 vậy. Nếu chúng ta thực sự muốn đạt được mục tiêu xây dựng nhà máy “xanh”, chúng ta phải ngừng việc sử dụng quá nhiều nhiệt lượng và hy vọng mọi thứ sẽ diễn ra tốt đẹp.
Đó là lý do tại sao chúng tôi chuyển sang sử dụng các bộ điều khiển sấy bằng sóng hồng ngoại kỹ thuật số thay vì các thiết bị cơ học hoặc thiết bị analog cũ kỹ.
Bí quyết để kiểm soát nhiệt lượng tốt hơn
Hầu hết các loại đèn hồng ngoại thông thường chỉ có hai chế độ: “bật” hoặc “tắt”. Chúng liên tục phát ra nhiệt lượng vào hệ thống, bất kể wafer có cần nhiệt lượng đó hay không. Điều này thật lãng phí.
Chúng tôi sử dụng thuật toán PID trong các bộ điều khiển kỹ thuật số để khắc phục vấn đề này. Thay vì sử dụng cách điều khiển thô sơ, chúng tôi sử dụng cách điều khiển tinh vi hơn, giống như công tắc điều chỉnh độ sáng. Nhờ đó, nhiệt lượng được điều chỉnh linh hoạt, tránh tình trạng nhiệt độ tăng quá cao và lãng phí năng lượng. Kết quả là nhiệt độ được duy trì ở mức ổn định.
Kết quả là chúng ta sử dụng ít năng lượng hơn cho mỗi lot sản xuất. Rất đơn giản phải không?
Những thách thức về mặt thiết bị
Các bộ đèn hồng ngoại công suất cao gây áp lực lớn lên hệ thống điện. Chúng tôi chế tạo các bộ điều khiển để có thể chuyển đổi nhanh chóng giữa các chế độ hoạt động, mà không làm hỏng các linh kiện trong hệ thống.
Tốc độ là yếu tố quan trọng nhất ở đây. Nếu bộ điều khiển chậm trễ dù chỉ một giây, wafer sẽ bị quá nhiệt hoặc các đèn sẽ hoạt động quá lâu. Cả hai tình huống này đều không tốt.
Chúng tôi thường kết hợp các bộ đèn hồng ngoại này với các đèn hồng ngoại tia ngắn, vì chúng có khả năng xâm nhập vào bề mặt wafer nhanh hơn. Nhưng cũng có một nhược điểm: tia ngắn tác động mạnh lên bề mặt wafer. Chúng ta cần tìm được sự cân bằng giữa mật độ năng lượng và tốc độ di chuyển của wafer.
Nếu tăng công suất để tăng tốc độ sản xuất, các quạt làm mát sẽ phải hoạt động hết công suất để giữ cho bo mạch không bị nóng quá mức. Đó là một sự đánh đổi. Bạn có thể tiết kiệm thời gian sản xuất, nhưng lại phải trả giá bằng chi phí điện năng.
Giảm lượng khí thải carbon
Cuối cùng, việc giảm lượng khí thải carbon trong phòng sạch thường phụ thuộc vào chi phí điện năng.
Việc sử dụng bộ điều khiển kỹ thuật số giúp chúng ta có được điều mà các thiết bị analog không thể làm được: chế độ “ngủ”. Khi có khoảng thời gian trống trong quy trình sản xuất, hệ thống sẽ không hoạt động ở mức 100% công suất. Nhiệt lượng được giảm xuống mức tối thiểu.
Đó chỉ là những nguyên lý toán học đơn giản thôi. Việc giảm lãng phí năng lượng sẽ giúp giảm lượng khí thải carbon.