
为什么在晶圆加工中要放弃强制空气加热,转而使用红外线加热?
如果您曾经从事过半导体加工工作,那么您一定明白等待的痛苦。尤其是要等待晶圆达到合适的温度时,只能依靠热空气来加热。
问题在于:强制空气加热效率极低。实际上,我们只是让热空气在周围流动,希望热量能有效地传递到晶圆上。但这种方式会导致明显的热延迟,从而浪费大量时间。
而红外线加热则有所不同。它不需要通过空气来传递热量,而是直接利用电磁辐射来加热晶圆。
这就好比用微风来暖手,与直接站在篝火前相比,效果显然有很大差异。
速度才是关键所在。空气的导热性很差,因此使用风扇时,必须等待空气变热,然后再等待热量渗透到晶圆上。而使用红外线灯的话,能量几乎可以立刻作用于晶圆表面。
这意味着,晶圆升温的时间可以从几分钟缩短到几秒钟。对于那些需要24/7不停运转的工厂来说,这些节省下来的时间非常重要。如此一来,就可以处理更多的晶圆,而不必增加场地或购买更多设备。
此外,红外线加热的控温能力也更强。我们可以使用红外线传感器实时监测温度。传统的热电偶则比较麻烦——它们需要与被测物体有物理接触,而且反应速度也很慢。而红外线传感器则可以直接检测表面的发射率。一旦发现异常,就可以立即调整加热功率。
这样就能避免晶圆边缘被烧伤,而中心部分仍然温度不高的情况。
不过,这也并非简单的“即插即用”解决方案。因为红外线加热产生的热量密度非常高,这种强烈的局部加热可能会对硬件造成损害。如果冷却系统不够强大,就有可能导致晶圆变形或传感器损坏。
因此,在采用红外线加热之前,必须先仔细计算好相关的热负荷。
不过,对于高产量生产来说,这已经是目前最有效的解决方案了。我们愿意放弃风扇带来的简单性,以换取更高的速度。在制造业中,速度就是一切。