在半导体制造厂中减少碳排放：为什么红外线加热技术如此有效
目前，半导体制造厂面临着实现碳中和目标的压力。不过，如果我们仔细观察的话，就会发现，在晶圆干燥阶段，有大量的能量被浪费掉了。我经常看到，这些工厂仍然使用那些效率低下的对流式烤箱或传统加热元件。其实，这种做法非常浪费能源——因为实际上只需要加热晶圆本身即可，而无需加热整个腔室及周围的空气。
红外线加热技术的真正优势
当我进入工厂检查干燥设备时，首先关注的就是“热传递延迟”问题。要知道，对流式加热方式效率很低：必须先加热空气，然后让空气再去加热晶圆，这个过程需要很长时间。而红外线加热则可以直接通过电磁辐射将能量传递到晶圆表面，从而避免了中间环节的浪费。通过使用短波红外线，就可以避免能量被浪费在机器外壳和周围空气中，从而降低每块晶圆所需的能量消耗。就这么简单。
正确的设置方式——以及可能出错的地方
当然，仅仅更换加热器并不足以解决问题。要真正减少碳排放，就必须确保红外线发射器的波长与晶圆或需要干燥的材料具有匹配性。如果红外线发射器的波长不符合要求，那么所消耗的电能就白白浪费了。我们通常会选择高密度石英灯，因为它们能够快速升温并冷却。这样，就不必让加热器一直处于全功率运行状态了。不过，高强度的红外线会产生高温，尤其是灯泡的末端。如果冷却风扇或水冷系统不够完善，就可能会导致安装支架变形或连接器损坏。这可不是什么好事。
这对“绿色指标”的积极影响
一旦放弃对流式加热，情况就会好很多。每单位产品所消耗的电能会减少，干燥设备所占用的空间也会变小。此外，由于加热器只需短暂工作，从电网获取的电能也会相应减少，从而降低二氧化碳排放量。这样一来，晶圆的加工速度也会加快，同时，企业的碳足迹也会更加真实可靠。这无疑是一举两得的做法。