
为何我们用黄金来加热晶圆
在为半导体晶圆加热时,人们很容易认为增加功率就能解决问题。但实际上,关键并不在于功率大小,而在于有多少能量真正作用于晶圆表面。
问题在于:普通的石英灯存在热量泄漏的问题。大量热量会散失到侧面或后面,从而无法用于加热晶圆。
因此,我们在反射器上涂覆高纯度的黄金层。
黄金的独特优势
黄金并非仅仅用于制作珠宝。它具有出色的红外线反射能力。如果使用铝或抛光钢,由于这些材料会吸收部分光线,或者会随着时间而磨损,因此会导致能量损失。而黄金则不会这样,它能将几乎所有长波红外线反射回晶圆上。
这样一来,就能获得一束高度集中的能量束。这样就无需再大幅度提升电压来实现加热效果了。
保持设备冷却
此外,这种方式还有助于保持整个设备的冷却效果。当“废热”不再流入设备内部时,冷却系统就可以正常工作,无需再费力地将腔体温度维持在适当水平。通过将辐射能量集中在一个狭窄的范围内,晶圆就能更快达到所需的温度。
需要权衡的缺点
当然,黄金并非万能的解决方案。它的成本很高,无疑会增加设备的初始成本。同时,还需要小心处理其表面——某些强氧化剂可能会使黄金表面失去光泽,进而降低其反射性能。如果表面出现划痕或凹坑,那么晶圆上就会出现局部过热现象,这会影响加工精度。
通常,我们只在那些对温度均匀性要求极高的情况下才使用这种技术。通过调整黄金表面的形状,我们可以精确控制热量在晶圆上的分布,从而确保晶圆在高温环境下仍能保持稳定,避免出现变形或应力问题。