
在半导体制造过程中减少碳排放:为什么红外线加热方式如此有效?
说实话,半导体制造过程极其耗能。在洁净室中控制温度时,能源消耗量巨大,而由此产生的碳排放则更为严重。
我们大多数人习惯使用传统的对流式烤箱或电阻加热器。但实际上,还有更好的方法来加热——那就是使用红外线灯。
传统加热方式的问题在于:首先加热空气,然后希望空气能够将热量传递给晶圆。这种方式极其浪费资源。实际上,我们只是为了让一小块硅片达到合适的温度而耗费大量能量,之后还得依靠空调系统来散热。这简直就是一种浪费金钱的行为。
而红外线加热则不同。它直接利用电磁辐射来加热基材,无需经过空气介质,因此不会造成能量浪费。这样一来,升温速度会快得多,而且热量也能被精准地传递到所需位置。
当然,不能简单地把红外线灯放入生产车间里。因为那里有大量的微粒存在,必须使用高纯度的石英封装来防止气体泄漏,避免污染,从而保证产品质量。此外,这类红外线灯的效率非常高,可以轻松集成到真空室或晶圆处理设备中,而不需要占用太多空间。
不过,我得实话实说——它并不是适用于所有生产流程的“万能解决方案”。对于那些非常薄的晶圆或特性复杂的材料来说,红外线加热可能会导致表面烧毁,因为在材料完全加热之前,表面就已经被烤坏了。因此,必须精确调整PID控制器和传感器,否则就会损坏基材。
不过,从“绿色工厂”的角度来看,这种方法的优点还是显而易见的。一旦不再依赖那些大型强制空气加热器,冷却系统就可以正常工作了。通过用红外线加热器取代传统加热器,我们可以显著降低第二类碳排放。
这其实是个简单的解决方案:既能实现碳减排目标,又能节省能源,而且无需彻底改变整个生产流程。