
如何让更多的热量作用于晶圆,同时减少对腔壁的加热
在真空环境下加热晶圆时,你实际上是在与物理定律作斗争。因为没有空气存在,所以无法依靠对流来传递热量,只能依靠辐射来加热晶圆。 问题在于:每一瓦特未被用于加热晶圆的能量都是浪费。这些能量最终会用来加热腔壁,从而给冷却系统带来更大的负担。这既浪费了能源,也会给硬件带来麻烦。 为何选择黄金作为反射材料 普通的石英灯会将热量向各个方向散射。为避免这种浪费,我们使用镀金反射器。黄金能够有效地将红外光反射回原来的方向。 通过用黄金包裹反射器,我们可以将那些本会向后散射的热量重新引导到晶圆表面。这样一来,热能就能更集中地作用于晶圆表面。其结果就是,无需增加功率就能获得更高的热量密度。 注意热负荷问题 不过,也有一个问题:当如此多的辐射集中在某个点上时,灯丝就需要以更高的温度运行才能保持稳定的输出。 如果你选择高功率的加热器,那么电源系统就必须足够强大。我们见过一些系统因为无法承受初始的高电流而罢工。请确保你的电路能够承受这样的负荷,同时确保真空密封结构不会因为局部高温而失效。 权衡利弊 黄金确实是最好的反射材料,但它也有些苛刻的要求——它很怕受到污染。 如果你的生产过程中有气体或化学蒸汽产生,这些物质可能会污染黄金涂层,从而导致反射效率下降。这时,热量就无法均匀地作用于晶圆上了。 因此,必须保持腔室内的清洁。如果涂层被污染,不仅会影响效率,还可能导致晶圆出现局部过热的情况,这是没人希望看到的。 归根结底,我们设计这些加热器就是为了将热量精确地传递到需要的地方——也就是硅片上,而不是机器的其他部位。