
在半导体制造过程中减少碳排放:为何外壳设计如此重要?
目前,所有半导体工厂都面临着实现净零排放目标的巨大压力。要解决这一难题,最有效的办法之一就是摒弃旧式的电阻式加热器,转而使用先进的红外加热系统。
不过,问题在于:就算使用了先进的红外灯,如果其所在的不锈钢外壳设计不当,那这些热量也还是会被白白浪费掉。
外壳不仅仅是固定灯具的部件
其实,外壳的作用是帮助控制热量,而不仅仅是为灯具提供支撑。因此,我们会选择高品质的不锈钢来制作外壳,因为洁净室的环境极为严苛——绝对不能让氧化或金属碎片污染晶圆。此外,如果热量分布不均,晶圆就容易变形,这绝对是没人希望看到的情况。
我们通过精心设计外壳,让红外辐射能够直接照射到目标区域,从而确保热量留在正确的位置,不会散失到机器的其他部位。这样一来,即便降低功率,也能达到所需的温度。用更少的能量就能达到同样的效果,这样就能有效降低每片晶圆产生的能耗。
权衡与价值
当然,不锈钢的导热速度不如铝。但这是有意为之——我们不想让热量渗透到机器框架中,而是希望热量集中在晶圆上。虽然刚开始启动时需要更长的时间来升温,但一旦达到合适温度后,热量就会保持稳定。这样一来,PID控制器就不必不断调整温度,从而避免了电能的浪费。整体来说,这种设计让系统更加稳定。
对绿色指标的意义
红外加热的优点在于,它只对需要加热的部位进行加热,而不是整个房间。这样就可以避免在机器周围的空气中浪费能量。当将精确切割的不锈钢外壳与短波红外灯结合使用时,设备的升温速度会大大提升,从而加快处理速度。简单来说,通电时间越短,产生的碳排放就越少。