在半导体工厂中减少碳排放：为何红外加热是最佳选择？
如果我们真想要实现半导体工厂的碳中和目标，就必须停止能源的浪费。而造成能源浪费的最大原因，就是我们用来加热晶圆的那种加热方式。
大多数传统的电阻式加热器其实就相当于整个机器的“空间加热器”。它们会将热量散发出去，浪费大量电能。因此，我们现在改用短波红外线灯。这样的加热方式能够直接将能量传递给晶圆，既快速又高效，而且不会浪费能源。
其中的奥秘在于物理学原理。
想象一下，在寒冷的日子里站在阳光下——即使空气很冷，你的皮肤仍能感受到温暖。这就是辐射热的作用。通过调整波长，让能量与硅或载流子的特性相匹配，晶圆就能吸收这些能量。这样一来，我们就不再需要与空气或腔室墙壁作斗争了。这就大大降低了每块晶圆所需的能耗，从而有效减少了工厂的碳足迹。
不过，不能单纯地增加功率。
在设置这些系统时，关键在于升温速度。高功率的加热装置可以提供足够的热量，从而实现快速加工。但需要注意的是，必须控制好热负荷。如果在一个点上施加过大的热量，就会导致晶圆变形。因此，需要使用具有精确PID控制的PLC来调节灯光的功率，一旦达到设定值，就立刻降低功率。
那硬件方面呢？
好消息是，这些新型加热元件通常可以直接替代旧的加热元件。我们使用石英外壳来保护钨丝，确保一切保持化学上的纯度。不过，需要注意的是，高强度的红外线灯会产生极高的温度。如果冷却风扇或水冷系统的性能不佳，就很容易出现问题。一旦冷却系统失效，灯丝很快就会烧毁。
这种设计的真正优势在于它能够减少设备的热质量。因为需要加热的金属部件更少了，所以机器能够更快地升温，同时也能避免在闲置状态下继续消耗能源。这样一来，设备的工作效率自然就更高了。