
红外加热与强制空气加热:在洁净室中,什么才是真正重要的?
如果您从事半导体深度加工工作,那您一定明白控制温度的难度有多大。我们大多数人都是用强制空气加热的方式——先加热空气,再让空气来加热工件。但这种方式效率很低,因为存在时间上的延迟。
而红外加热则无需经过这个中间步骤。能量可以直接传递到工件上,无需等待空气流动。
再来看看时间问题。 在高精度制造环境中,升温与降温的时间长度至关重要。使用强制空气加热的话,必须等待整个腔体稳定下来后才能开始加工,这无疑是一个巨大的瓶颈。
而红外加热则不同,它能在几秒钟内就让工件达到目标温度,几乎可以说是立竿见影的效果。如果每块晶圆或组件的加工时间都能减少几秒,那么整体加工时间就会大幅缩短。因为它确实更快,所以感觉上也更快了。
还有“灰尘”问题。 强制空气加热会带动空气流动,即便使用了最好的HEPA过滤器,高速热风仍然会在洁净室内产生湍流。这些湍流会把灰尘吹到你不希望它们出现的地方。
而红外加热器则不会产生这样的问题。没有鼓风机,没有管道,也不会有灰尘飞溅的情况。这样,洁净室的环境就能保持更干净,设备也无需占用太多空间。
不过,红外加热也有它的缺点。 由于红外辐射是定向的,因此无法像空气加热那样形成均匀的热分布。如果不小心的话,就可能会出现局部过热的情况。如果工件的形状比较特殊,还需要使用反射装置来让热量均匀分布。
此外,还必须注意功率密度的问题。如果PID控制器设置不当,高功率的红外灯可能会瞬间烧毁薄的工件。
我的建议是:使用响应速度快的热电偶,以避免温度过高。另外,千万不要忘记为红外灯的散热系统做好设计,否则就需要频繁更换烧坏的灯丝了。