如何解决半导体硅片(晶圆)红外加热不均?

日期:2023-05-30 10:52 浏览:564

硅片是一种重要的半导体材料,被广泛应用于电路制造、太阳能电池板等领域。加热是硅片制备过程中的重要步骤,它可以去除有机物和气泡,激活材料,调整形状,增强材料结构等,保证硅片的表面纯度和质量,使其可以在各种应用领域发挥出更好的效果。

硅片到晶圆的制备过程中,加热是至关重要的步骤之一,其涉及的工艺步骤较多,一般包括以下几个方面:

生长晶体:在生长晶体的过程中,需要将硅材料熔化并加热至一定温度,通过控制温度和时间,使得硅材料结晶并逐渐生长成晶体。

切割硅片:在生长出的晶体中,需要通过切割的方式将其分割成薄片,切割过程中需要对硅片进行加热,以保证切割质量和硅片的完整性。

半导体加工:硅片切割成晶圆后,需要进行半导体加工,包括清洗、沉积、光刻、蚀刻、离子注入等多个工艺步骤,其中不同的工艺步骤需要不同的加热温度和时间,以完成各自的作用。

退火:在半导体加工过程中,为了消除晶格缺陷和改善晶体质量,需要进行退火处理,即将晶圆加热至一定温度并保持一定时间,使得晶体中的缺陷得以消除。

如果硅片加热不均匀,可能会导致一系列问题:

1、晶格变形:硅片加热不均匀会导致不同区域的晶格受到不同的应力,这可能会导致晶格发生变形或失序。晶格变形会影响硅片的晶体结构,可能会使其电学特性发生变化,最终可能会导致硅片失效。

2、结构变化:硅片在不同的温度下膨胀和收缩,如果硅片加热不均匀,就会导致硅片表面的厚度和形状不均匀,不符合设计要求。此外,热应力可能会导致硅片表面出现裂纹或毛刺等缺陷。

3、产品质量下降:如果硅片加热不均匀,就会导致制造出的硅片具有不规则的形状、大小和厚度,这将降低硅片的产品质量。在生产过程中,加热不均匀的硅片需要被弃用,这将导致成本的增加。

4、故障率增加:热不均匀会导致硅片在某些区域受到高温热量,加速了硅片中元件的老化和失效,甚至出现硅片整体性能下降到某种程度无法继续使用的情况。

硅片均匀加热.jpg

如何解决半导体硅片(晶圆)加热不均问题?

LONGPRO红外线辐射加热器

红外线辐射加热器经过朗普红外线加热数据库以及光学运算,优化了热源灯丝内部发光体结构、反光板结构以及阵列布灯,使被加热表面接受均值的红线辐射能量,有效降低了温度不均带来的不良工艺质量问题。因此,在电池制造业,半导体制造、电子元器件制造、陶瓷加工等行业中,红外线辐射加热器被广泛应用。

硅片晶圆均匀加热_.jpg


1、通过优化灯丝热能分布结构,做到类矩形加热(常规为双尖形),减少中间聚热,两头冷的不均匀热场现象;

2、并通过朗普数据库+光学运算,得出阵列布灯距高比;

3、通过背面抛光底板,进一步修正辐照场的均匀度;

4、通过电控系统和非接触式测温探头,进行闭环控制,进一步减少温度过冲或者加热不足导致的工艺问题。

红外辐射加热器_副本.jpg