
为何我们在芯片制造厂中放弃传统对流加热方式,转而使用红外线加热?
试想一下普通的对流烤箱的工作原理:首先加热空气,然后让这些热空气来加热晶圆。这个过程很慢,而且存在漫长的等待时间,因为必须等待整个腔体达到所需温度。在半导体制造厂里,这种等待时间会严重降低生产效率。 因此,我们开始用红外线加热装置来取代那些笨重的空气加热系统。这类装置被安装在特殊设计的不锈钢外壳中。 无需中间介质 红外线加热的优点在于它不需要空气来传递热量,而是直接利用电磁波来加热工件。这样一来,就无需等待整个腔体升温,几乎可以立即开始加热过程。 在规划系统时,最关键的就是“升温时间”。普通对流烤箱可能需要20分钟才能稳定下来,而红外线加热装置则能在几秒钟内完成加热。一旦不再浪费时间等待,就能大幅提高每班次的产量。 硬件方面的考虑 由于热应力非常大,我们使用高级不锈钢作为外壳材料。不过,外壳的作用不仅仅是固定灯具,它还起到反射镜的作用。我们会把内壁打磨得非常光滑,这样任何多余的激光都会被反射回工件上。 此外,这样的设计还能节省大量空间,因为不需要再使用那些庞大的管道和风扇了。 不过,红外线加热装置也有其缺点。它们会产生强烈的局部热量。如果通风不良或冷却风扇的功率不足,就可能会损坏控制电子设备。 实际应用中的挑战 不能指望红外线加热装置一开始就能完美运行,还需要进行一些调整。对流加热相对容易控制,但红外线加热则不然。如果灯具的位置稍有偏差,就可能导致晶圆出现局部过热现象。这需要精确的操作,我们需要确保灯具的角度能够恰到好处,从而使热量均匀地分布在整个晶圆表面上。