
如何在芯片制造厂减少碳排放?为什么红外加热方法如此有效?
如果想要在芯片制造厂实现碳中和目标,就必须关注干燥环节。因为干燥过程会消耗大量能源。传统的对流式烤箱只是将热空气吹遍整个腔体,从而加热整个空间,以便干燥几片晶圆而已。这显然是浪费能源的做法。
我们找到了更好的方法:利用定向红外加热技术。
物理原理
与其加热空气,不如使用短波红外灯。能量可以直接作用于晶圆表面,无需经过中间介质,也不必加热整个房间。辐射能量会直接作用于水分上,使水分瞬间蒸发。由于不需要等待大量热空气达到合适的温度,因此可以节省大量电能。此外,设备的启动速度也会更快,而且不会在设备闲置时继续消耗电能。
正确设置参数
不能简单地更换一些灯泡就认为问题解决了。那只是初学者的错误做法。必须根据具体晶圆的特性来调整瓦数和波长。如果波长与水分子吸收能量的方式不匹配,那么实际上只是加热了设备的金属框架而已。这当然不是高效的加热方式,只不过是普通的加热器罢了。
我们需要花费大量时间来调整发射材料的参数。目标很简单:让能量只作用于水分子,而不影响其他部分。另外,干燥速度越快,灯光消耗的电能就越少。我们会记录每片晶圆所需的电能消耗量,因为只有这个数据才能证明我们的排放量确实有所下降。
现实中的挑战
不过,这并非没有挑战。高强度的红外辐射会产生大量热量。虽然这有利于提高生产效率,但如果冷却系统无法应对这些热量,就会导致问题。如果冷却系统无法处理来自灯泡的热量,那么工艺流程就会变得不稳定。因此,需要找到平衡点——虽然可以在加热器方面节省能源,但可能需要在冷却风扇和泵上投入更多成本。
我们只关心最终的实际收益。如果总能耗降低了,那就成功了。其他的一切都无关紧要。