
为什么红外加热比热风加热更有效(以及它的局限性)
让我们来谈谈其中的延迟问题。如果使用热风循环加热方式,实际上就是在等待中度过时间——先加热空气,然后再等待空气将晶圆加热。这其实是一种间接的加热方式。在半导体加工过程中,这种延迟会严重影响生产效率,让整个流程变得缓慢。 这就是为什么我们转向使用红外加热的原因。红外加热可以完全避免这种中间环节,直接通过辐射将热量传递到目标物体上。无需等待,也没有多余的步骤。 两者的速度差异非常大。 以对流式烤箱为例,它的热惯性非常大。如果你改变温度设置,就必须等待整个空气空间里的温度发生变化,这一过程相当缓慢。 而红外灯则能在几毫秒内达到目标温度。我们会将高精度的热电偶与红外灯结合使用,以便精确控制温度。这样,就可以快速调节温度,而不会像使用强制对流式烤箱那样出现温度过高的情况。 不过,不能仅仅把灯接上电源就指望它能正常工作。 还需要有一个能够及时反馈温度变化的机制。我们使用热质量很小的热电偶,因为如果传感器过于庞大,就会导致反应迟缓。这样一来,传感器显示的温度可能会比实际温度晚2到3秒才同步。 在高速生产线中,短短几秒钟的差异就能决定晶圆是否完好无损。因此,我们会尽可能将传感器安装在靠近晶圆的位置,以确保PID控制系统的响应速度足够快。 不过,红外加热也有其局限性。 虽然红外加热的速度极快,但它并不是万能的解决方案。如果灯的摆放位置与晶圆的布局不匹配,就可能会出现局部过热的情况。 热风加热则像一条温暖的毯子,能均匀地加热整个区域。而红外加热则类似一束光线,具有方向性。 因此,需要仔细调整灯光的功率和距离,以确保热量分布均匀。如果防护措施不够完善,那么在晶圆还在加热的过程中,周围的部件就可能会被烧坏。虽然需要一些技巧,但由此带来的快速加热效果绝对值得付出这样的努力。