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如何解決半導(dǎo)體晶圓片加熱溫度分布不均勻問題？

日期：2024-08-10 10:48 瀏覽：938

晶圓，也被稱為半導(dǎo)體晶圓或硅晶圓，是在半導(dǎo)體工業(yè)中廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)材料之一。晶圓加熱是半導(dǎo)體制造過程中的一個(gè)關(guān)鍵步驟，其目的是在制備集成電路和其他半導(dǎo)體器件時(shí)對晶圓進(jìn)行必要的熱處理。這個(gè)過程中，晶圓通常需要被均勻加熱到特定的溫度，以促使或優(yōu)化后續(xù)的工藝步驟。

半導(dǎo)體硅片（晶圓）加熱.jpg


晶圓片加熱過程中要求晶圓表面的溫度分布盡可能均勻，以確保整個(gè)晶圓上的器件性能一致。不均勻的溫度分布可能導(dǎo)致器件性能差異，影響產(chǎn)品的質(zhì)量。紅外線加熱具有高效、均勻、可控和非接觸的特點(diǎn)，適用于各種晶圓片的加熱需求。因此客戶選用了我們的紅外線輻射加熱器（LONGPRO紅外線加熱數(shù)據(jù)庫以及光學(xué)運(yùn)算，優(yōu)化了熱源燈絲內(nèi)部發(fā)光體結(jié)構(gòu)、反光板結(jié)構(gòu)以及陣列布燈，使被加熱表面接受均值的紅線輻射能量，有效降低了溫度不均帶來的不良工藝質(zhì)量問題）。

晶圓加熱.jpg


于是我們根據(jù)客戶需求量身定制了加熱方案：

1、優(yōu)化燈絲熱能分布結(jié)構(gòu)： 我們通過改進(jìn)燈絲的熱能分布結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了類矩形加熱，相較于傳統(tǒng)的雙尖形加熱方式，有效減少了中間區(qū)域的熱聚集，避免了兩端溫度不均勻的問題。

2、LONGPRO數(shù)據(jù)庫+光學(xué)運(yùn)算： 利用LONGPRO數(shù)據(jù)庫和光學(xué)運(yùn)算，我們精確計(jì)算出陣列布燈的距離與高度比例，以確保在晶圓表面均勻分布的紅外輻射能量，進(jìn)一步提升加熱效果。

3、背面弧形光學(xué)反光曲率設(shè)計(jì)： 我們采用背面弧形光學(xué)反光曲率設(shè)計(jì)，對輻照場進(jìn)行修正，進(jìn)一步提高了整個(gè)加熱場的均勻性，避免了不均勻的輻射熱場現(xiàn)象。

4、精確的溫度控制系統(tǒng)：我們配備了先進(jìn)的電控系統(tǒng)和非接觸式測溫探頭，實(shí)現(xiàn)了閉環(huán)控制。這意味著我們能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測晶圓表面的溫度，快速響應(yīng)并調(diào)整加熱功率，以減少溫度過沖或不足，從而有效預(yù)防可能導(dǎo)致工藝問題的溫度波動(dòng)。

方案優(yōu)勢

紅外線輻照均勻，精度誤差：≤±5%

晶圓片加熱.jpg

加熱均勻.png


通過這一系列的定制化優(yōu)化，我們確保了晶圓在加熱過程中達(dá)到所需的溫度，并在整個(gè)加熱周期內(nèi)保持了高度的穩(wěn)定性，從而提高了加熱效率和工藝可控性。