
在半导体制造过程中减少碳排放:为什么红外加热如此有效?
如果你想让半导体工厂实现碳中和目标,那就不能再依赖那些传统的电阻式加热器了。因为它们实在太浪费能源了。
最近,我们开始使用红外加热灯来为晶圆提供热量。原因很简单:这种加热方式可以直接作用于晶圆表面,无需花费大量能量来加热整个腔体。这是一种更高效的用能方式。
关键在于速度。
红外系统利用的是短波辐射,因此光子可以立即照射到晶圆表面,无需等待空气升温。这样一来,就能在几秒钟内达到所需温度,从而大大减少每块晶圆所需的能耗。
此外,使用红外加热器后,需要加热的金属量也会减少,这样就可以节省更多的能量。
不过,这里有个问题:不能简单地“设置好就不管了”。
如果你想实现绿色目标,就必须确保温度不会过高。因此,我们会在加热装置中安装响应速度极快的传感器,一旦晶圆达到目标温度,这些传感器就会立即调节功率。如果PID控制不当,不仅会浪费电能,还可能导致晶圆变形。显然,没人希望出现这种情况。
你需要了解的权衡点。
虽然这些高密度加热灯效率很高,但它们会给冷却系统带来很大压力。不能把它们直接装在旧设备里,因为那样做的话,冷却系统可能无法承受高温带来的负担。如果冷却系统不够强大,那么设备框架就有可能变形。
在“绿色工厂”项目中,当工厂用经过优化设计的红外加热系统取代老旧的加热系统时,效果最好。这可能是在不影响生产率的情况下减少碳排放的最佳方法。