
清理芯片制造厂:为什么红外线加热如此有效
说实话,半导体制造厂是极其耗能的场所。如果我们真想实现碳中和的目标,就不能只简单地更换一些灯泡而已。我们必须从整体上解决问题。
长期以来,我们一直依赖对流式烤箱来加热。但问题在于,这种方式极其浪费能源——为了加热晶圆,不得不先加热其周围的空气。这就好比为了加热一片披萨而把整个房子都加热起来一样。
因此,我们开始采用短波红外线加热技术。这种技术不需要加热空气,而是将热量直接传递到需要加热的物体上,也就是晶圆本身。
速度与效率
最棒的是,红外线加热无需经过中间环节。由于它利用的是辐射能量,因此不必等待漫长的时间才能让设备升温。一旦打开开关,设备就会立刻变热;关闭开关后,它又会迅速冷却下来。
在挑选这类设备时,我们非常重视功率密度。我们会使用高瓦数的灯管,以便更快地提升温度。周期越短,每块晶圆所消耗的电能就越少。这样处理起来更简单。
硬件方面
我们使用的灯管由石英外壳和卤素灯丝组成。选择石英是因为它能承受高温而不发生变形。而卤素灯丝则有助于防止灯丝过早烧毁,从而延长灯管的使用寿命,不必每隔五分钟就更换一次灯管。
此外,我们还会确保连接处的密封性。无论是R7还是Sk15接口,我们都确保其连接紧密。如果连接不牢固,就会产生电阻,导致端子过热,最终损坏设备。
权衡利弊
当然,红外线加热并不是万能的,它也有局限性。虽然它在加热过程中能节省大量能源,但如此高的温度密度会给冷却系统带来巨大压力。如果为了加快生产速度而提高功率,那么冷却系统就必须足够强大,才能快速带走产生的热量。
如果冷却系统无法应对这样的需求,整个工厂的温度就会上升。而当环境温度升高时,精密的加工设备就会出故障。
幸运的是,我们可以将红外线加热器作为旧式电阻式加热器的替代品。这样一来,我们就不必拆除整个生产线,就能降低碳排放。