Proces žíhání destiček

Rychlé tepelné žíhání destiček vyžaduje infračervené monitorování při vysokých teplotách

Řízení rychlého tepelného žíhání při výrobě polovodičů pomocí infračervených teplotních senzorů

Výzva

Rychlé tepelné žíhání vyžaduje přesné a rovnoměrné zahřátí destiček nad 1000 °C během několika sekund a zároveň zvládnutí rozdílné emisivity křemíku v různých vlnových délkách a teplotách. Běžné infračervené metody se potýkají s rušivými vlivy tepelných lamp, průhledností při nižších teplotách a udržením přesnosti v náročných podmínkách, což komplikuje spolehlivé tepelné monitorování in-situ.

Řešení

Použití infračervených poměrových pyrometrů se snímacími hlavami s optickými vlákny zajišťuje přesné bezkontaktní měření teploty destiček a překonává kolísání emisivity a optické interference, které jsou běžné při rychlém tepelném zpracování. Tento přístup usnadňuje přesné monitorování v náročných podmínkách, zajišťuje rovnoměrný ohřev bez kontaminace, a tím optimalizuje efektivitu a kvalitu výroby polovodičů.

Výhody

  • Přesný a rovnoměrný ohřev destiček zlepšuje elektrické vlastnosti, snižuje výskyt defektů a zvyšuje výtěžnost.
  • Monitorování v reálném čase umožňuje rychlou detekci a korekci teplotních odchylek během zpracování.
  • Bezkontaktní měření zabraňuje riziku kontaminace, čímž se zachovává čistota destiček a integrita procesu.
  • Spolehlivá kontrola teploty snižuje tepelné namáhání, čímž se minimalizuje lámání destiček a prostoje ve výrobě.
  • Nákladově efektivní řešení monitorování teploty urychluje vývojové cykly a zvyšuje celkovou produktivitu výroby.

Potřebujete něco podobného?

Rychlé tepelné žíhání pro úlevu od pnutí vyžaduje infračervené monitorování vysokých teplot

 

Tepelné žíhání, klíčová metoda výroby polovodičů, zahrnuje zahřívání destiček na vysoké teploty za účelem modifikace jejich elektrických vlastností a uvolnění napětí v křemíku. Rychlé tepelné zpracování, klíčová součást této metody, je nezbytné pro dosažení aktivace dopantu a opravy krystalu bez významné difúze, čímž se zvyšuje účinnost procesu.

Tepelné žíhání se tradičně provádělo v konvenčních trubkových pecích s odporovým ohřevem v inertním prostředí. Normální teplotní rozsah pro žíhání se pohybuje mezi 900 °C a 1100 °C. Pro žíhání polykrystalického křemíku je spodní hranice rozšířena na přibližně 700 °C. Proces žíhání v peci pro aktivaci příměsí a opravu poškození krystalů může vyžadovat 30 minut při 900 °C.

Rychlé tepelné žíhání (RTA), známé také jako rychlé tepelné zpracování, představuje významný pokrok. Při něm se křemíkové destičky zahřívají na teploty přesahující 1000 °C po dobu několika sekund, po čemž následuje pomalé ochlazování, aby se zabránilo tepelnému šoku a zlomení destičky. Díky těmto informacím budete informováni a budete mít aktuální informace ve svém oboru.

Různá zařízení používají různé metody tepelného zpracování, jako jsou křemenné lampy, indukční ohřev a odporové povlakování.

Navigace v emisivitě a tepelné uniformitě křemíku při rychlém tepelném zpracování

Emisivita křemíku se mění s teplotou, vlnovou délkou a povrchovými vlastnostmi, což má za následek komplexní chování v různých spektrálních rozsazích.

U zařízení využívajících indukční nebo odporový ohřev se monitorování teploty polovodičových procesů in situ i in-line často provádí pomocí pyrometrů CTratio . Tato kompaktní dvoudílná zařízení s flexibilními optickými vlákny lze umístit do stísněných nebo těžko dostupných prostor. Jsou navržena tak, aby odolala náročným podmínkám, včetně okolních teplot až 315 °C, vibracím a chemickému působení.

Technologie Ratio umožňuje přesné měření teploty porovnáním intenzit dvou různých vlnových délek světla, čímž se snižují chyby způsobené změnami emisivity, optickým rušením nebo překážkami v optické dráze. Softwarový režim Smart Ratio dokáže upravit teplotu s ohledem na změny emisivity křemíku, což zajišťuje přesné měření i v případě, že se emisivita na obou vlnových délkách nemění rovnoměrně.

Navzdory těmto pokročilým technikám polovodičový průmysl často používá tepelné lampy nebo umisťuje destičky do blízkosti zahřátých tepelných hmot. Tato zařízení využívající křemíkové lampy těží z vysoké emisivity křemíku na specifických vlnových délkách, ale čelí problémům s přesným měřením teploty. Lampy emitují energii kolem 1 µm, což komplikuje detekci infračervenými senzory, protože senzory mohou zachytit křemíkovou trubici místo destičky. Křemík je při nízkých teplotách transparentní pro infračervené záření s dlouhými vlnovými délkami, ale při vysokých teplotách se stává neprůhledným. V takových aplikacích jsou pyrometry pracující kolem 1 µm nedostatečné a vyžadují konvenční infračervené senzory s dlouhými vlnovými délkami. Pro měření tepelné uniformity přes štěrbinu lze použít více pyrometrů nebo infračervenou kameru v režimu řádkového skenování.

Optimalizace polovodičových procesů s pyrometry Optris a špičkovou technickou podporou

Optické vlákno CTratio s pasivní snímací hlavou nabízí značné výhody pro instalaci v náročných prostředích. Díky tomu, že elektronika není v dosahu drsných podmínek reaktoru, tato technologie zajišťuje odolnost i dlouhou životnost. Bezkontaktní měřicí systém zabraňuje rušení procesu a eliminuje jakékoli riziko kontaminace. Vzhledem k extrémně vysokým teplotám a potenciálně nebezpečnému prostředí je technologie optických vláken klíčová pro udržení přesného a bezpečného měření teploty.

Pyrometr Optris je spolehlivý a vysoce cenově dostupný, poskytuje přesné a konzistentní teplotní údaje za poloviční cenu oproti konkurenčním produktům. Díky tomu je ekonomickou volbou bez kompromisů ve výkonu. Kratší dodací lhůta pro infračervený senzor navíc umožňuje rychlejší implementační a vývojové cykly. Průběžná technická podpora společnosti Optris zajišťuje rychlé řešení jakýchkoli problémů a umožňuje zákazníkům spolehnout se na její odborné znalosti pro neustálou optimalizaci procesů. Tento komplexní přístup nejen zaručuje okamžitý úspěch, ale také podporuje dlouhodobá partnerství.

Potřebujete něco podobného?

Výběr z nabídky měřicích přístrojů...

Máte zájem o něco podobného? Zajímá Vás cena?

Zašlete nám kontakt, ozveme se Vám. Případně jsme k zastižení zde:

tm@trinstruments.cz

+420 541 633 670

Kontakt

TR instruments spol. s r.o.

      Looking for reseller ?

Are you looking for
a sales partner?

More info