
为什么在半导体加工中,真空红外加热比热风加热更优?
如果您有过半导体加工的经验,那么您一定了解等待的痛苦——尤其是等待物料温度升高的过程。长期以来,我们一直依赖热风循环来加温。但问题在于:空气其实只是个“中间介质”。我们先加热空气,再让空气去加热晶圆表面的壁层,最终才能使晶圆升温。这个过程既缓慢又繁琐。
而采用真空环境后,就不存在这种中间介质了。没有空气可以流动,因此我们可以直接用红外灯将能量传递到晶圆上。这样就无需等待,也无需绕弯子。
“时间成本” 传统的热风系统具有很大的热惯性。这就像试图用吹风机来给游泳池加热一样——需要花费大量时间来让整个系统达到适宜的温度。这种“时间成本”会大大降低生产效率,尤其是在系统启动和冷却阶段。
而红外加热器则无需经历这一过程。光子可以立即照射到目标物体上。
在快速热处理技术中,这一点尤为重要。我们可以将加热时间从几分钟缩短到几秒。这样一来,就不用再等待鼓风机或热交换器发挥作用了,可以立即开始工作。
需要注意的问题 不过,不能简单地把灯泡放进真空室里就万事大吉了。还得考虑气体排放的问题。如果密封装置无法保持真空状态,或者石英容器不够优质,那么杂质就会进入晶圆中,那可真是灾难性的后果。
此外,还需要注意功率平衡的问题。高瓦数的灯泡虽然能产生强大的热量,但如果灯泡离晶圆太近,就会造成局部过热现象。因此,需要 carefully调整焦距与晶圆的热容量之间的关系。如果向薄晶圆施加过多的热量,就会导致晶圆变形或出现热冲击现象。
优点 最棒的一点是,红外加热器不需要那些庞大而笨重的风道。它们占用的空间要小得多。
另外,还可以对不同区域进行独立控制。这样一来,就可以避免因强制通风而导致的温度不均匀问题,从而更精确地控制各个区域的温度。
最后,还要注意冷却系统。由于腔室壁会吸收辐射热,因此需要一个能够有效应对这种情况的冷却系统,否则真空泵就会过热。