
别再浪费热量了:镀金石英材料的神奇作用
在晶圆制造过程中,人们很快就会发现,将热量传递到硅片表面其实是一件相当困难的事情。
问题在于:普通的灯会向各个方向散发热量。也就是说,有一半的能量被用来加热机器的框架,而非硅片本身。这显然是一种巨大的浪费。
为了解决这个问题,我们使用了镀有黄金层的石英材料。
为什么选择黄金?
并非仅仅因为其美观性。黄金具有出色的红外光反射能力。通过在石英背面涂上一层薄薄的黄金,我们就相当于创造了一个定向反射镜。这样,那些光子就不会四处散射,而是被集中起来。这样一来,硅片就能获得更多的热量,同时也不必增加电力消耗。
材料的选择很重要
我们选择石英是因为它非常坚固,能够承受剧烈的加热和冷却过程而不会破裂或损坏。至于黄金,则是通过真空沉积的方式将其固定在石英表面上。这样一来,黄金就不会在高温下脱落。
不过也有缺点
虽然这种方法能让热量集中在一个方向上,但也会让升温速度变得更快。虽然这很好,但同时也会给硅片表面带来更大的压力。如果PID控制器设置不当,就可能会导致温度超过设定值。此外,还需要确保冷却系统能够处理那些没有照射到硅片上的多余热量。
不过,一旦调整妥当之后,情况就完全不同了。原本普通的加热元件现在变成了精密的工具。电力消耗大大降低,冷却系统也不需要那么努力地工作,而且每次制造出来的晶圆质量都非常稳定。