
停止浪费能源:更高效的半导体加工设备加热方式
如果我们真的想要实现半导体制造领域的碳中和目标,那就必须停止浪费能源。最主要的罪魁祸首就是传统的对流式加热器。这类加热器试图让整个洁净室都变热,只为保持少量芯片的稳定状态。这就好比为了维持一杯咖啡的温度而把整个房子都加热起来一样。
因此,我们改用了嵌入在运输装置中的短波红外线灯泡。这样,热量就可以直接作用于芯片所在的位置,而不必再浪费能量去加热整个空间。
为什么红外线加热更有效
空气本身是极差的导热介质。使用红外线灯泡可以避免这种无效的的能量损耗。这些灯泡采用石英-卤素元件,能够几乎立即将热量传递到目标表面。这样一来,设备的启动时间就会大大缩短,而且每批产品处理时也不需要消耗过多的电力。
保持洁净环境
洁净室对环境要求极为严格。不能随便放置任何加热器,否则会导致空气中有杂质或气体溢出。我们使用高纯度的石英材料来确保环境的清洁。此外,我们还对加热元件进行特殊处理,以调整其发出的热量分布,从而确保热量能够准确传递到芯片上,同时不会损坏运输装置的结构。
另外,这些加热器还具备“按需加热”的功能。只有当运输装置开始移动时,加热器才会启动。这样一来,就不必让加热器一直处于工作状态,只需在真正需要加热的时候才使用电力即可。
面临的挑战
不过,这并不是那么简单的事。高密度的红外线阵列会产生强烈的局部热量。如果把过多的热量集中在一个小空间内,可能会导致运输装置变形,或者因为空气急剧膨胀而触发洁净室的警报系统。因此,必须找到合适的功率、气流强度以及运输装置所能承受的负荷之间的平衡点。
但一旦找到了这个平衡点,那些原本会持续消耗大量能源的加热器,就能变成高效的工具了。这其实是很合理的做法。