Инфракрасное обогревание против горячего воздуха: не тратьте время впустую на обработку пластин
Подумайте о том, как работает горячий воздух. Сначала нагревается воздух, а затем он уже нагревает саму пластину. Это медленный процесс. Есть ещё и неприятная задержка – приходится просто ждать. В процессе производства полупроводников такая задержка является не только неприятностью, но и дополнительными затратами.
Инфракрасное обогревание избавляет от необходимости использования воздуха в качестве посредника. Вместо этого энергия направляется непосредственно на поверхность пластины.
Почему это быстрее
Воздух является плохим проводником тепла. Если использовать метод конвекции, потребуются минуты, чтобы довести температуру в камере до нужного уровня. С помощью инфракрасных ламп достичь целевой температуры удается за считанные секунды.
Именно здесь проявляет себя преимущество метода быстрой термической обработки (RTP). Путем изменения длины волны можно контролировать глубину проникновения тепла в кремний. Это гораздо эффективнее, чем обогрев всей стены камеры ради нагрева одной пластины до 600°C.
Идеальное расстояние
Нельзя просто разместить инфракрасную лампу слишком близко к пластине – это приведет к проблемам. Если лампа находится слишком близко, возникают локальные точки высокой температуры, а ещё хуже – повреждаются края пластины. Если же лампа находится слишком далеко, тепловой поток снижается, и снова возникают длительные времена обработки.
Все дело в правильном расстоянии. Мы рассчитываем это расстояние на основе мощности, необходимой на квадратный сантиметр, чтобы тепло равномерно распределялось по всей поверхности пластины.
Недостатки
Инфракрасное обогревание действительно быстрое, но оно не такое уж и надежное, как горячий воздух. Горячий воздух обеспечивает естественную защиту от перегрева. Инфракрасное обогревание же более агрессивно. Если контроллер температуры не настроен правильно или датчики работают нестабильно, температура может превысить заданный уровень ещё до того, как вы это заметите.
Необходимы системы обратной связи, которые будут мгновенно реагировать и отключать лампы, как только будет достигнута заданная температура. Кроме того, необходимо убедиться, что источник питания способен справиться с большим током, потребляемым инфракрасными лампами.