
红外加热与热风加热:别再浪费时间在晶圆加热上了
先来了解一下热风加热的原理:首先加热空气,然后让空气去加热晶圆。这个过程相当缓慢,而且会有令人厌烦的等待时间。在复杂的半导体加工过程中,这种延迟不仅令人烦恼,还会带来额外的成本。
而红外加热则省去了这一中间步骤。它直接将能量传递到晶圆表面,无需通过空气来传递热量。
为什么红外加热更快?
空气的导热性很差。如果使用对流加热方式,需要几分钟的时间才能让反应室达到所需温度。而使用红外灯的话,几秒钟就能达到目标温度。
这就是快速热处理技术的优势所在。通过调整波长——在短波和中波之间切换——可以精确控制热量在硅片上的分布深度。这显然比单纯用能量加热整个反应室更高效。
“理想距离”
不过,不能把红外灯直接放在晶圆上,那样会导致问题。如果距离太近,就会形成局部过热现象,甚至可能烧毁晶圆的边缘。而如果距离太远,热量传递效率又会下降,导致处理时间变长。
关键在于找到那个理想的距离。我们会根据每平方厘米所需的功率来计算合适的距离,从而确保热量能均匀地分布在晶圆表面。
缺点
虽然红外加热速度快,但它不像热风加热那样具有缓冲作用。如果PID控制器设置不当或传感器反应迟缓,就很容易超过设定温度。因此,需要具备能够快速响应的反馈机制,一旦达到设定温度就能立即关闭红外灯。此外,电源也必须能够承受红外灯带来的巨大电流负荷。