
既然可以直接加热晶圆,为什么还要继续加热空气呢?
大多数半导体制造工厂仍然依赖强制空气对流来加温。这个过程非常缓慢:先加热空气,再让空气去加热整个腔室,最后才能让晶圆变热。这种做法需要等待很长时间。
我们更喜欢使用红外线加热器,因为它们可以省去中间环节。
时间就是关键。
强制空气对流效率很低,而红外线加热器则不同——它利用电磁辐射直接照射到被加热的物体上。这样一来,就不必再花费数小时来让整个房间变热,只需针对需要加热的部分进行加热即可。这样一来,原本需要数小时的加热时间就能缩短到几分钟而已。对于大规模生产来说,节省20分钟的加热时间无疑是一项巨大的优势。
洁净室里的麻烦
如果你曾在洁净室工作过,就会知道,空气流动往往是个问题。风扇会搅起灰尘,产生湍流,从而让环境变得混乱不堪。
而红外线加热器则不会产生这样的问题。没有风扇,没有气流,也不会有颗粒物影响到晶圆。为了保持更干净的工况,我们还会使用石英材质的隔热层,这样就可以避免有害气体或碎屑对高温环境的破坏。
当然,也有缺点
不过,红外线加热器并非万能的。它的加热效果是有方向性的。如果被加热的物体上有深沟或复杂的形状,那么就可能会出现“阴影效应”——也就是说,光线无法照射到那些地方,因此那些地方也就无法被加热。所以,不能简单地把红外线灯装进旧的对流式烤箱里就万事大吉了。实际上,必须合理规划加热区域才能达到最佳效果。
另外,高功率的红外线加热器会向芯片释放大量热量。如果冷却装置不足,就可能导致芯片变形或温度传感器失效。
由于红外线加热器能更快地达到目标温度,因此我们建议使用PID控制器和响应速度快的热电偶,这样可以避免温度过高而损坏芯片。