
别再浪费时间了:为何红外线加热比热风加热更高效
让我们来谈谈等待带来的困扰吧。在半导体加工过程中,我们多年来一直依赖热风循环来加温。但问题在于,热风加热效率很低——它需要介质来传递热量。首先得加热整个处理腔体,然后再加热腔体内的空气,最后才是加热晶圆。这一系列步骤实在繁琐。
而红外线加热则无需经过这些步骤。它不需要借助空气来传递热量,可以直接将能量传递到硅片上。时间就是金钱。使用红外线加热后,晶圆几乎可以瞬间达到目标温度,而不用等待几分钟。这样一来,每小时处理的晶圆数量就会增加,而且无需一直盯着温度计看。这对工作效率的提升非常有帮助。
平衡之道
当然,问题并不只是提高功率这么简单。还需要调整好照射距离。如果红外线灯离晶圆太近,就会导致局部过热,甚至烧毁晶圆表面;而如果距离太远,加热效果又会下降,处理时间也会随之增加。通常,我们可以通过计算每平方厘米的功率来调整这个距离。如果使用高密度的红外线阵列,就可以将灯放得更远,同时仍能保持相同的加热效果。这样就能在不牺牲速度的前提下,扩大处理腔体的空间。
注意事项
当然,没有什么是完美的。红外线是定向辐射的,它只能加热它能够照射到的区域。如果晶圆形状复杂,或者需要同时处理多个晶圆,那么就不能简单地把灯放在上面就完事了。这时就需要使用反射器或多角度阵列,以确保所有区域都能得到均匀的加热。另外,还要注意控制系统的反应速度。如果PID控制系统的响应速度不够快,系统就可能会在控制器察觉之前就已经让温度超出控制范围。这会严重影响到加工质量。因此,需要一个能够跟上光速的控制系统。