
别再加热烤箱的壁面了——直接给晶圆加热吧!
如果你曾经使用过传统对流式烤箱进行半导体加工,那你就知道其中的弊端了。那种方式是先加热空气,这样一来,整个烤箱的内壁都会变成一个巨大的散热器。这不仅浪费能源,而且对于站在附近的人来说,还存在安全隐患。
我们认为有更好的方法。与其加热整个空间,不如利用定向红外线来将热量精确地传递到需要加热的位置。
其工作原理
与其把它看作烤箱,不如把它想象成手电筒。传统加热元件只是让整个房间变暖,而红外线灯则不同——它们能以直线方式发射电磁辐射。这些能量不会受空气影响,会直接照射到需要加热的物体上。
最棒的是,设备的壁面仍然保持冷却状态。你不再需要担心“壁面过热”的问题了。所有的能量都集中在需要加热的部件上。
设备与配置
根据所需加热深度的不同,我们通常会选择短波或中波石英灯。这类灯占用的空间很小,非常适合那些空间有限的洁净室环境。
不过,真正的优势在于速度。没有热延迟现象——只要打开开关,目标物体就能在几秒钟内达到所需的温度。无需等待空气变暖。
此外,我们还会使用不会释放气体的材料,以确保设备在洁净室内的使用安全。同时,我们会将灯泡置于反射器中,这样热量就不会扩散到设备的框架上。
局限性(因为没有什么是完美的)
不过,这种设备属于精密工具,不能像普通电器那样“设置好就不用管了”。由于热量是沿直线传播的,如果工件的形状比较复杂,就可能会出现局部过冷的情况。因此,在设计阶段就必须仔细规划好加热区域。
另外,精度也很重要。如果灯泡的位置偏差几毫米,那么晶圆就无法均匀受热。因此,固定灯泡的支架必须非常稳固。一旦出现振动或位移,整个加热效果就会受到影响。