
在半红外加热中准确控制温度
如果我们真的想减少半导体制造过程中的碳排放,那就必须摒弃那些效率低下的传统电阻炉。使用红外加热则是一种更为明智的选择——因为这种方式是直接对晶圆本身进行加热,而不是加热整个房间。
不过,这里有个问题:如果缺乏精确的温度传感器,那么就很容易出现错误,从而导致一批晶圆报废。
反馈回路的危害
红外灯产生的能量非常大,它们会向晶圆施加大量的热量。如果反馈回路反应不及时,那么温度就会迅速超过设定值。
我通常会根据温度高低选择K型或N型热电偶。关键在于传感器的响应速度。如果传感器有哪怕几秒钟的延迟,PID控制器就会持续向灯源输送能量,这样就会导致加热器损坏或晶圆报废。这是一种极其危险的运作方式。
安装时的注意事项
不能随便将普通传感器放入洁净室中。因为那样会导致气体泄漏,所以我们需要使用不锈钢或陶瓷材质的封装材料来确保环境的纯净。
此外,高功率的红外灯还会产生大量电磁干扰,因此需要使用屏蔽线缆。否则,传感器的读数就会变得不稳定。
传感器的安装位置也很重要。如果安装得太远,那么传感器给出的数据就会不准确;而如果安装得太近,那么强烈的辐射又会损坏传感器。我们需要找到一个合适的距离,才能让传感器能够提供准确的数值,同时保证其不会受损。
为什么这对地球有益
采用红外加热的好处在于,无需等待数小时才能让炉子达到所需温度。只需打开灯源,几分钟内就能达到设定温度。
这样可以大大节省每块晶圆所需的电能。再加上精确的温度传感器,就可以避免不必要的能源浪费,从而实现高效的加工过程。