
为什么在半导体加工中我们放弃热风加热而选择红外线加热呢?
如果你曾经在半导体加工现场工作过,就会明白等待的时间有多漫长。使用热风循环加热的方式,就好比用走廊里的暖气器来为整个房间供暖。先加热空气,再让空气去加热载具,最后才能让晶圆变暖。这个过程极其缓慢。
而红外线加热则完全不同。它不需要通过空气来传递热量,而是直接以辐射能的形式作用于目标物体。它的速度非常快。
在洁净室里,空气其实是一种“敌人”。要想让热空气在室内流动而不让污染物扩散,就需要复杂的通风系统以及大量的过滤器。这实在是个麻烦事。
而使用红外线灯的话,就无需处理这些复杂的问题了。我们可以使用短波或中波发射器,将能量直接传递到需要加热的物体上。这样就不必等待整个房间变暖了。这样一来,加热时间可以减少60%到80%。这对于工作来说可是极大的节省时间啊。
不过,这并不单单是更换一个加热器那么简单。因为这里涉及到相当高的热量密度。我们通常会选用石英材质的封装体,因为它们不会释放任何有害物质,从而避免污染洁净环境。
真正的关键在于如何处理“阴影区域”。由于红外线是沿直线传播的,如果载具的布局挡住了光线,那么某些地方就会变冷。没人希望有一批晶圆,其中一半温度合适,而另一半则温度不足。为了解决这个问题,我们会调整灯泡的角度,让热量能够均匀地覆盖到所有需要加热的部件上,同时避免损坏载具的框架。
最棒的是,这样一来,我们的空间利用率就提高了。我们可以不再使用那些笨重的鼓风机和换热器了。整体占地面积也会随之减小。
不过,有一点需要留意:红外线灯并非永不断电的。它们不像普通的加热元件那样一直正常工作,而是会随着时间的推移逐渐失去效力。如果你不定期更换灯泡,温度控制系统就会出现偏差。你会在成品质量上看到这个问题——即产品之间存在不一致性,这很麻烦。所以,最好搭配可靠的PID控制器来保持温度的稳定性。