
正确控制距离:利用红外加热技术来处理晶圆
如果您希望降低工厂的碳排放量,那么您很可能已经考虑过用短波红外加热系统来替换那些传统的电阻式加热器。这确实是个明智的做法。不过,关键在于:只有当灯与晶圆之间的距离尽可能小时,才能真正实现节能效果。
这不仅仅是让晶圆更快变热的问题,更重要的是避免宝贵的热量白白散失,从而避免不必要的能量浪费。
最佳距离
可以把灯与晶圆之间的距离视为“效率调节器”。如果这个距离过大,那么您实际上就是在为加热空气及周围设备而付出代价,这无疑是一种能源浪费。
但是,也不能把灯直接贴在晶圆上。那样做只会带来灾难性的后果——距离太近会导致晶圆变形或出现热应力问题;而距离太远则会导致效率下降,进而需要更长的加热时间。这样一来,碳排放量又会上升。
因此,需要精确控制这一距离,找到一个既能快速升温、又不会产生局部过热现象的最佳点。
速度与稳定性之间的平衡
我们选择短波红外加热器,是因为它比长波红外加热器更能深入晶圆表面。这样一来,即使保持一定的安全距离,也能达到所需的加热效果。此外,它还能让300毫米大小的晶圆表面温度更加均匀。
人们常常忘记的一点是:金属会随温度变化而膨胀。当灯壳变热时,它的尺寸也会发生变化。如果安装支架在加热过程中发生几毫米的位移,那么安全距离也会随之改变。这样一来,能耗就会上升,工艺参数也会出现偏差。虽然这种变化看起来很小,但实际上却很重要。
“绿色制造”的现实
说实话,要实现绿色制造,仅仅更换为红外加热系统是不够的。高密度的红外灯需要大量的电能,因此必须要有可靠的PID控制系统,以避免温度失控。同时,还要注意散热问题。如果无法有效处理那些没有照射到晶圆上的热量,那其实并没有真正节约能源——只不过是把热量从加热设备转移到了建筑物的空调系统中而已。这显然不是解决问题的办法。