
停止浪费热量:更聪明的晶圆干燥方式
在半导体制造厂中,如何去除晶圆上的水分又不会损坏晶圆本身,其实是一项复杂的任务。不过问题在于:很多人仍然像1995年那样,大量消耗电能。如果我们真想实现“绿色工厂”的目标,就必须停止那种单纯依靠高温来解决问题的做法。
因此,我们不再使用那些笨重的手动或模拟式控制装置,而是改用数字式红外线干燥控制器。
更好的加热方式
普通的红外线灯其实只有“开启”和“关闭”两种状态。无论晶圆是否需要热量,它们都会持续向系统输送热量。这显然是不必要的。
我们的数字控制器采用了PID算法来解决这个问题。它不像传统的控制装置那样简单粗暴,而更像是可以实时调节的调光器。它能动态调整能量输出,从而避免温度过高而导致的能源浪费。这样就能得到平稳且均匀的温度曲线。
结果呢?每批晶圆的加工过程中所消耗的电能大大减少。就这么简单。
硬件方面的挑战
高功率的红外线灯会给电力系统带来巨大负担。我们设计的控制器能够快速切换功率,同时避免电容器损坏或系统崩溃。
速度至关重要。如果控制器有哪怕一秒钟的延迟,要么会导致晶圆过热,要么会让灯继续工作过长时间。这两种情况都是不可取的。
我们通常会将这些控制器与短波红外线灯一起使用,因为短波红外线的穿透力更强。不过也有缺点:短波红外线会对晶圆表面造成较大压力。因此,必须找到功率密度与传送带速度之间的最佳平衡点。
如果你为了加快生产速度而提高功率,那么冷却风扇就必须更加努力地工作,以防止设备过热。这是一种权衡——虽然能节省时间,但会增加冷却成本。
减少碳排放
归根结底,要在无尘室中减少碳排放,关键还是控制能耗。
数字控制技术让我们拥有了模拟控制所没有的功能——即“待机模式”。当生产线暂停时,系统不会以100%的功率运行,而是会降低功率。
这其实就是简单的数学问题:减少浪费,就能减少碳排放。