
在红外半导体加热中实现精确控温
如果您希望减少生产过程中的碳排放,那么您应该已经意识到,传统的电阻式加热器其实非常耗能。采用红外加热才是更好的选择。不过,这里有个问题:不能简单地更换加热源。您需要一种能够应对快速温度变化且不会出现误差的传感器系统。
我们设计的传感器就安装在那些高温环境中的红外灯阵列里,这样就能准确感知温度变化。
应对“温度滞后”问题
在半导体加热过程中,“理想状态”与“损坏状态”之间的界限其实非常微妙。可能上一秒一切正常,下一秒晶圆就因为过热而变形了。这真是个噩梦。
为避免这种情况发生,我们使用高品质的K型或N型热电偶。这类热电偶足以承受卤素灯产生的高温辐射,而不会损坏。
但真正的关键在于传感器的直径。我们必须让传感器的直径尽可能小。因为如果传感器太粗,就会造成温度滞后。等传感器向PID控制器报告温度过高时,损害已经发生了。这就像开车时,速度表显示的速度比实际速度晚五秒钟一样——实在不是什么好现象。
应对噪音和化学物质的影响
半导体制造环境中的电磁干扰相当严重。由于有高压的红外电源以及其他设备,毫伏级的电压读数会变得很混乱。因此,我们需要对传感器导线进行屏蔽,以消除这些干扰,从而获得准确的信号。
至于传感器的护套,那就比较棘手了。如果在真空或惰性气体环境中工作,不锈钢或因科镍合金材质的护套效果很好。但在这里,您必须做出权衡:较厚的护套虽然能保护传感器免受化学物质的影响,但会降低反应速度。所以,需要在保护传感器和保持快速升温之间找到平衡点。
节省能源,降低成本
红外灯的优点在于它只加热晶圆,而不需要加热整个房间。这显然更高效。
我们的热电偶能够形成有效的反馈回路,从而实现高效的温度控制。当这些热电偶被接入闭环系统中时,就可以避免温度的过度上升,从而节省大量电能。这样一来,不仅能够降低能源成本,还能减少设备的体积。就这么简单。