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如何解決半導體硅片（晶圓）加熱不均問題？

日期(qi)：2024-07-02 11:25 瀏覽(lan)：1014

硅片是(shi)一種重要(yao)(yao)的半導體材(cai)料，被廣泛應用(yong)于(yu)電路制造、太陽能電池板等領域。加熱是(shi)硅片制備過(guo)程中的重要(yao)(yao)步驟，它可(ke)以(yi)去除有機物和(he)氣泡，激活(huo)材(cai)料，調整形(xing)狀，增強材(cai)料結構等，保證硅片的表(biao)面純度和(he)質量(liang)，使(shi)其可(ke)以(yi)在各種應用(yong)領域發揮(hui)出更好的效果。

晶圓片加熱.jpg

硅片到晶圓的制備過程中，加熱是至關重(zhong)要的步驟(zou)(zou)之(zhi)一，其(qi)涉(she)及的工藝步驟(zou)(zou)較多，一般包括以下幾個方(fang)面：

生長晶體：在生(sheng)長(chang)晶體的過程中，需要將硅材料熔化并加熱(re)至一定溫(wen)度，通過控(kong)制溫(wen)度和時間，使得硅材料結晶并逐漸生(sheng)長(chang)成晶體。

切割(ge)硅片：在生(sheng)長出(chu)的晶體中，需要通過(guo)切(qie)割(ge)(ge)(ge)的方式將其分割(ge)(ge)(ge)成薄(bo)片，切(qie)割(ge)(ge)(ge)過(guo)程(cheng)中需要對硅(gui)片進行加熱，以保證切(qie)割(ge)(ge)(ge)質(zhi)量和硅(gui)片的完整(zheng)性。

半(ban)導體加工(gong)：硅片切割成(cheng)晶(jing)圓后，需要(yao)進行半導體加工(gong)，包括清洗、沉(chen)積、光刻、蝕(shi)刻、離子注入等多個工(gong)藝步驟，其中不同的(de)工(gong)藝步驟需要(yao)不同的(de)加熱(re)溫度和(he)時間，以(yi)完成(cheng)各(ge)自的(de)作(zuo)用。

退(tui)火(huo)：在(zai)半導體加工過程中(zhong)，為了(le)消(xiao)除晶(jing)格(ge)缺(que)陷和改(gai)善晶(jing)體質量，需要進(jin)行(xing)退火處(chu)理，即(ji)將(jiang)晶(jing)圓加熱(re)至一(yi)定溫度并(bing)保持一(yi)定時間(jian)，使得(de)(de)晶(jing)體中(zhong)的缺(que)陷得(de)(de)以消(xiao)除。

半導體硅片（晶圓）加熱.jpg

如果硅片加(jia)熱不均勻，可能會導致一系列(lie)問題(ti)：

晶格變形：硅(gui)片(pian)加熱不均勻(yun)會(hui)導(dao)致(zhi)不同(tong)區(qu)域(yu)的(de)晶格受到不同(tong)的(de)應力，這可能(neng)(neng)會(hui)導(dao)致(zhi)晶格發生變(bian)形(xing)或(huo)失序。晶格變(bian)形(xing)會(hui)影(ying)響硅(gui)片(pian)的(de)晶體結(jie)構，可能(neng)(neng)會(hui)使其電學特性(xing)發生變(bian)化，最終(zhong)可能(neng)(neng)會(hui)導(dao)致(zhi)硅(gui)片(pian)失效。

結(jie)構變(bian)化：硅(gui)片(pian)(pian)在不(bu)同的溫度下膨脹(zhang)和收縮，如果硅(gui)片(pian)(pian)加熱不(bu)均勻，就會導致硅(gui)片(pian)(pian)表面的厚度和形(xing)狀(zhuang)不(bu)均勻，不(bu)符(fu)合設計要求。此(ci)外，熱應力(li)可能會導致硅(gui)片(pian)(pian)表面出現裂(lie)紋(wen)或(huo)毛刺等(deng)缺陷。

產品質(zhi)量下降：如(ru)果硅(gui)(gui)片(pian)加(jia)熱不均勻，就會導致制造出(chu)的硅(gui)(gui)片(pian)具有不規(gui)則的形狀、大小和厚度，這將降低硅(gui)(gui)片(pian)的產(chan)品質量(liang)。在生產(chan)過程中，加(jia)熱不均勻的硅(gui)(gui)片(pian)需要被棄用，這將導致成(cheng)本的增加(jia)。

故障率增加：熱不均(jun)勻會導(dao)致硅(gui)片(pian)在某些區域受到高溫(wen)熱量，加速了(le)硅(gui)片(pian)中(zhong)元件的老化和失(shi)效，甚至出現(xian)硅(gui)片(pian)整體性能下降到某種程(cheng)度無(wu)法繼續使用的情況(kuang)。

硅片均勻加熱.jpg

如何解決(jue)半導體硅片（晶(jing)圓(yuan)）加(jia)熱不均問題(ti)?

LONGPRO紅外線輻射加熱器(qi)

紅外線輻射加熱器經過朗普紅外線加熱數據庫以及光學運算，優化了熱源燈絲內(nei)部發光體結(jie)構(gou)、反(fan)光板結(jie)構(gou)以及陣(zhen)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量問題。因此，在電池制造業，半導體制造、電子元器件制造、陶瓷加工等行業中，紅外線輻射加熱器被廣泛應用。

硅片晶圓均勻加熱_.jpg


1、通過優(you)化燈(deng)絲熱能分布結(jie)構(gou)，做到類矩形加熱（常規為雙尖形），減少中間聚熱，兩頭冷的不均勻熱場現象；

2、并通過朗普數據庫+光學運算，得出陣列布燈距高比；

3、通過背面拋光底板，進一步修正輻照場的均勻度；

4、通過電控系統和非接觸式測溫探頭，進行閉環(huan)控制，進一步減少溫度過沖或者加熱不足導致的工藝問題。