
注意间距:几毫米的差距如何帮助减少碳足迹
如果我们要真正实现半导体制造过程中的碳中和目标,那就必须考虑在晶圆加热过程中被浪费的能量。目前,大多数工厂仍在使用旧式的加热系统,这些系统实际上只是起到了为整个房间供暖的作用而已。
改用短波红外灯确实能有所帮助。不过,真正的节能效果取决于一个关键因素——那就是灯丝与晶圆之间的间距。
空气间隙的物理学原理
不能简单地将灯泡放入设备中即可。如果灯泡距离过远,热量就会浪费在设备壁上;而如果距离过近,则会导致局部过热,进而使晶圆变形或产生热应力。
我们需要根据灯泡的功率以及所需升温速度来找到最佳间距。较小的间距意味着更多的热量能够更快地传递到晶圆上,从而缩短加热时间,这就是减少碳排放的关键所在。
权衡利弊(因为没有免费的午餐)
虽然更高的热密度听起来不错,但它也有代价。当间距过小时,灯泡的石英外壳会承受更大的压力。如果不妥善处理冷却风扇或水冷装置,灯泡很快就会损坏。我见过很多次这种情况:工程师们过于关注能源成本,却忽视了设备的维护问题,结果不得不花费大量资金来更换灯泡。
这对您的指标意味着什么
每块晶圆节省几秒钟的时间似乎没什么大不了的。但一旦将这个数值乘以数千次的生产次数,其效果就相当可观了。通过调整间距并使用经过精确处理的灯泡,可以大幅降低每块晶圆的能耗。这或许是在不重新设计整个生产线的情况下,减少碳排放的最快方法。