
别再等待烤箱升温了:为什么UHP红外灯更有效
长期以来,我们一直认为加热晶圆需要依靠热空气对流来实现。但问题在于,对流速度很慢。你得先等待空气变热,然后再让这些热空气把晶圆加热到所需温度。这无疑会浪费大量时间。
因此,我们转而使用超高纯度(UHP)红外灯。这样一来,就无需依赖空气对流,可以直接传递热量。
关键在于直接加热。
可以想象一下,在寒冷的日子里,阳光直接照射在皮肤上。你并不需要整个大气层都变暖才能感受到热量;辐射直接作用于皮肤即可。同样的道理也适用于这里。而对流式烤箱需要数分钟才能使温度稳定下来,而UHP红外线灯则能在几秒钟内达到目标温度。当需要快速处理更多晶圆时,这些节省下来的时间就非常重要了。
不过,不能随便选用任何一种灯。
在这个领域,“气体释放”是个大问题。哪怕有微量的金属杂质,也会破坏硅芯片的品质。为了解决这个问题,我们使用了高纯度的合成石英罩。同时,我们还会密切监控灯丝的情况。如果功率设置不当,就会产生热点,而热点则会导致产品质量下降。
当然,这也需要权衡。虽然更高的功率意味着更快的加热速度,但如果控制不当,就可能会引发问题,比如石英管破裂或基板变形。这确实需要在速度和稳定性之间找到平衡点。
从热风炉切换到红外灯的实际情况。
如果你打算从热风炉换用红外灯,那要知道这并非简单的“即插即用”过程。你需要调整PID控制器。因为红外灯的反应速度极快,所以调整参数时必须更加精确。如果不小心,系统可能在没有达到目标温度之前就过度加热了。
另外,别忘了冷却系统的作用。并非所有的辐射热量都会直接作用于晶圆,其中一部分会被反射掉。如果冷却系统设计不当,那么机器的部件就有可能被烧毁。
虽然需要一些调整,但一旦设置正确,体验将会截然不同。