
为什么在半导体加工中我们选择红外灯而非热风加热?
如果你从事半导体深度加工工作,那么你肯定知道,时间才是最可怕的敌人。正因如此,我们才逐渐放弃使用热风对流方式,转而采用超高纯度红外灯来加热。
归根结底,问题在于如何传递热量。以空气加热为例,这种方式的效率很低——你只是让热气在表面上流动而已,速度很慢,而且很容易导致污染。而红外灯则完全不同,它利用电磁辐射直接将热量传递到目标物体上,无需任何中间介质,也没有空气的干扰,能量可以直接传递到位。
速度才是关键所在。 想象一下使用空气加热器的情况:你必须先加热空气,然后再加热整个腔体,最后才能加热晶圆。这需要相当长的时间。而使用超高纯度红外灯的话,只需几毫秒就能达到所需的温度。
对于工程师来说,这简直就是理想的情况。更短的加工周期意味着可以在不增加洁净室规模的情况下,处理更多的晶圆。简单来说,就是更高效。
现在,我们来谈谈相关的设备。 这里不能随便使用普通的灯泡。我们必须使用高纯度的合成石英材质,因为在超高纯度环境中,任何微小的杂质都可能毁掉晶圆。此外,我们还会调整这些灯的波长,确保热量能够直接作用于晶圆本身,而不是浪费在加热周围的设备上。这一切都需要极高的精度。
不过,这并非那么简单。 红外灯的功率非常大。与热风不同,红外光是直接作用于目标的。如果温度分布不够精确,就会产生很大的温差。你不能把这样的灯简单地放入旧的空气循环烤箱中,那样做只会让灯很快烧坏。你需要一个稳定的PID控制系统,以及更好的冷却系统,这样才能确保灯不会损坏。
还有一个小贴士:一定要注意电源的稳定性。如果电压不稳定,那么晶圆的均匀性就会受到影响。保持电压稳定,就能避免这些问题。