
为何我们放弃热风加热,转而使用红外线加热?
如果你仍在使用热风循环方式来进行半导体加工,那无异于在等待中浪费时间。
热风加热依赖于对流原理:先加热空气,再期望空气将热量传递给待加工的部件。这个过程非常缓慢,而且还会出现令人烦恼的延迟现象——你必须一直等待,直到热量能够传达到目标位置。
而红外线加热则完全不同。它无需经过中间介质,而是直接将电磁波传递到材料上。这种方式更为高效、迅速。
时间就是金钱
在洁净室里,时间至关重要。每多等待一秒,就意味着预算的流失。
使用热风加热时,升温过程极为缓慢。而使用红外线加热的话,只需几秒钟就能达到目标温度。不必再等待空气的温度上升,这样一来,生产流程就能更快地推进,同时机器的体积也可以更小,因为无需庞大的热空气储存装置。
设计的细节
我们可不是简单地把灯具放进箱子里就行。我们会用高品质的不锈钢来制造外壳,但真正关键的是其几何结构设计。我们精心设计金属结构,确保红外线能准确反射到工件上。这样,热量就能集中在工件上,而不会散失到其他地方。
不过,这里有个问题:物理学上的限制。不锈钢和石英灯在受热时的膨胀率并不相同。如果固定得太紧,灯具就可能在快速升温时破裂。这真是棘手的问题。
为了解决这个问题,我们在固定装置中设计了“浮动结构”,让材料有足够的空间来适应温度变化,从而避免损坏。
缺点
当然,红外线加热并非万能的。它也有自己的局限性。最大的问题是“视线问题”。由于是辐射热,如果工件的某个部分被遮挡,那么该部位就无法接收到热量,仍然保持低温状态。
为了解决这个问题,不能仅仅把灯具放置好就万事大吉。必须仔细调整角度,确保热量能够覆盖晶圆的每一个角落。虽然需要更多规划,但由此带来的效率提升却是值得的。