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如何解決半導體晶圓片加熱溫度分布不均勻問題？

日期：2024-08-10 10:48 瀏覽：751

晶圓，也被稱為半導體晶圓或硅晶圓，是在半導體工業(yè)中廣泛應用的基礎材料之一。晶圓加熱是半導體制造過程中的一個關鍵步驟，其目的是在制備集成電路和其他半導體器件時對晶圓進行必要的熱處理。這個過程中，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，以確保整個晶圓上的器件性能一致。不均勻的溫度分布可能導致器件性能差異，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，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)庫以及光學運算，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)： 我們通過改進燈絲的熱能分布結(jié)構(gòu)，實現(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+光學運算： 利用LONGPRO數(shù)據(jù)庫和光學運算，我們精確計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，進一步提升加熱效果。

3、背面弧形光學反光曲率設計： 我們采用背面弧形光學反光曲率設計，對輻照場進行修正，進一步提高了整個加熱場的均勻性，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)：我們配備了先進的電控系統(tǒng)和非接觸式測溫探頭，實現(xiàn)了閉環(huán)控制。這意味著我們能夠?qū)崟r監(jiān)測晶圓表面的溫度，快速響應并調(diào)整加熱功率，以減少溫度過沖或不足，從而有效預防可能導致工藝問題的溫度波動。

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到所需的溫度，并在整個加熱周期內(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。