
在制造过程中降低碳排放:为何超纯红外灯能发挥重要作用
如果你负责半成品的加工,那么你就明白实现碳中和目标所面临的巨大压力。这并非只是企业必须完成的指标,而是一大能源难题。大部分的能源浪费都发生在热处理环节。
多年来,我们一直依赖传统的电阻式加热方式。但这种方式的效率低下——为了将晶圆加热到所需温度,不得不加热整个腔室壁面。这就好比为了加热一块披萨,而把家里的每一个加热器都打开一样。
因此,我们转而使用超纯红外灯。这类灯具直接对晶圆进行加热,而不需要加热空气或腔室壁面。
这就是其中的秘诀所在。
这类灯具利用短波红外线辐射来加热晶圆。与依靠气体对流来传热的传统方式相比,红外线能立即照射到晶圆表面。此外,这类灯具的功率密度很高,因此晶圆的升温速度极快。这样一来,就不需要让晶圆在高温状态下长时间停留,从而减少了每片晶圆的能耗。这对环境和企业的成本控制都有好处。
不过,不能随便用普通的灯泡来替代它们。在超纯环境中,任何微小的杂质都可能破坏整个产品的质量。所以我们使用羟基含量极低的合成熔融石英材料,这样才能防止金属杂质进入硅材料中。我们会将这些材料的清洁度控制在亚ppb级别。如果试图用普通工业用灯来节省成本,那只会毁掉产品的质量。
当然,这也存在一定的权衡。
由于这类灯具的功率非常高,其产生的热量也很大。虽然如此,它仍然能够有效降低整体工厂的能耗。只要确保冷却系统能够应对灯具附近的高温,那就没问题了。
好消息是,这些灯具可以直接替代现有的CVD或退火设备,无需拆除原有设备。通过这种方式,就可以在不降低生产速度的情况下实现绿色生产。