
利用真空红外加热技术让半成品的生产更加环保
如果我们真的想实现半导体生产过程中的碳中和目标,那就必须解决热量问题。传统의电阻式加热方式其实非常浪费能源——它需要很长时间才能让腔室升温,而且还会造成能量散失。
因此,我们采用与真空环境相匹配的红外加热器。这类加热器不会试图加热整个真空腔室,因为那样做只会浪费电力。相反,它们会将短波辐射直接照射到晶圆上,从而实现精准加热。
在真空环境中处理热量
在真空环境中,没有空气来帮助热量扩散,因此只能依靠辐射来传递热量。我们设计的这些红外灯能够将大量能量集中在较小的空间内,这样就能够以极快的速度改变温度——几秒钟而已,而非几分钟。这样一来,就不必再等待腔室升温,每块晶圆的能耗也会随之降低。
不过,也有一些问题。高功率的红外灯会导致某个部位过热。如果冷却系统不够完善,就可能导致腔室密封失效。所以,这里需要找到一个平衡点。
保持清洁
在洁净室中,“气体释放”是一个大问题。哪怕有那么一点点污染,都会导致产量大幅下降。为了解决这个问题,我们使用高纯度的石英材料作为封装材料,同时还要确保灯表面的发射率足够高。因为,就算产生了大量能量,但如果无法有效传递给晶圆,那也没用。
最好的地方在于,这些部件可以直接替换掉那些效率低下的旧部件,而无需重新搭建整个系统。
这对工厂来说意味着什么
当升温时间缩短后,工厂的碳足迹自然也会减少。此外,它还能减少排放到建筑空调系统中的废热,从而进一步降低能源成本。在退火和固化过程中,这种效果尤为明显。这样,就能以更低的能耗获得所需的温度。
虽然只是简单的机械切换,但它确实能显著降低每块芯片产生的二氧化碳排放量。