用于半导体应用,晶体生长温度测量的红外测温仪

在半导体工业中,晶体生长的晶格完整性、晶圆加工的涂层均匀性与热处理稳定性,均依赖于实时、精准的温度控制—— 温度偏差哪怕 1K,都可能导致产品良率骤降。Keller 红外测温仪凭借 50 余年精密光学测温技术积淀,针对半导体核心工艺痛点定制解决方案,成为半导体企业在晶体生长、晶圆热处理、涂层工艺中的优选红外测温仪。
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直击半导体测温核心痛点,Keller红外测温仪的五大优势

1. 高精度测温,保障半导体良率

依托模拟与数字线性化组合技术,测量精度低至测量值的 0.3%(部分型号),重复性达 1K-3K,确保工艺温度无偏差。

2. 宽域测温覆盖,适配全工艺场景

测温范围从 – 30℃至 3500℃,分波段适配晶体生长(750-3200℃)、晶圆热处理(180-1800℃)等不同场景,加辅助滤光镜可拓展至 3500℃。

3. 强抗干扰设计,无惧复杂工艺环境

特殊带阻滤波器与传感器设计,可忽视日光、激光、等离子体干扰,适配 PVD(物理气相沉积)、CVD(化学气相沉积)、PLD (脉冲激光沉积)等含强辐射的工艺环境。

4.长期稳定可靠

设备自热低,采用均匀光传感器与混合信号处理技术,长期使用稳定性强,满足半导体连续生产需求。

5.灵活场景适配,应对半导体复杂安装条件

支持光纤传输(线缆长达 50m)、多种瞄准方式(目镜 / 激光 / 摄像头),适配狭窄空间、高电磁场等复杂安装条件。

 

Keller 红外测温仪半导体晶体生长与晶圆加工的高精度测温解决方案

晶体生长工艺

西门子工艺温度测量

西门子工艺温度测量

工艺要求

  • 在工厂防爆区外安装高温计
  • 生产初期薄硅棒需要具有靶点尺寸小的高分辨率透镜
KELLER 方案

PKF 66 AF 1

多晶硅生长温度测量

多晶硅生长温度测量

工艺要求

  • 由于需要校准工艺温度,要求测量精度高
  • 长期稳定的传感器在整个过程中可靠测量
KELLER 方案

PX 44 AF 4

单晶直拉法温度测量

单晶直拉法温度测量

工艺要求

  • 由于需要校准工艺温度,要求测量精度高
  • 长期稳定的传感器在整个过程中可靠测量
  • 小加热区需要一个靶点尺寸小的高分辨率的镜头
KELLER 方案

PX 44 AF 4

SiC (碳化硅生长)温度测量

碳化硅生长温度测量

工艺要求

  • 绝缘体中的小观察窗需要狭窄的视野和精确检测被测物的测量位置和
    尺寸的瞄准装置
  • 长期稳定的传感器在整个过程中可靠测量
  • 由于采用双色测量法,对污染不敏感
KELLER 方案

PX 45 AF 1

 

热处理应用

 

RTP (快速热处理)温度测量

快速热处理(RTP)温度测量

工艺要求

  • 半导体晶圆要求高温计的光谱灵敏度低于带隙
  • 高强度透镜可以测量低工艺温度
KELLER 方案

PA 38 AF 10, PK 35 BF 1

 

涂层工艺

 

PLD (脉冲激光沉积)温度测量

 脉冲激光沉积(PLD)温度测量

工艺要求

  • 脉冲激光辐射需要阻断滤光片和不受激光影响的传感器
  • 小尺寸衬底需要一个靶点尺寸小的高分辨
    率的镜头
KELLER 方案

PX 29 AF 21

MBE (分子束外延)温度测量

快速热处理(RTP)温度测量

工艺要求

  • 涂层基板需要短波光谱灵敏度的高温计
  • 多种涂层材料需要大跨度测量和高稳定性的测量精度
KELLER 方案

PA 20 AF 1, PA 38 AF 10

 

KELLER红外测温仪各型号在半导体晶体生长与晶圆加工的测温应用

CellaWafer PK 35 是一款可在450℃至1400 ℃的温度范围内快速精确地测量半导体涂层和热处理温度的红外测温仪。
CellaTemp PKF 66 具有独立的电子设备和测温镜头,红外辐射通过光纤传输到电子设备,镜头可以耐受环境温度高达250℃。此型号测温仪也可用于狭窄的安装条件或高电磁场。光纤电缆的长度可达50m。

 PA/PX 29 特殊的波段对被测物附近的反射光的敏感度远小于一般常见的普通短波长红外测温仪,其特别设计的带阻滤波器和传感器可忽视来自日光和激光的红外辐射干扰,可以非常准确的捕捉由二极管 Nd:YAG 或者 CO2 激光器热处理的金属表面温度而不受激光高能量的影响,这一特性使得该测温仪适用于PVD(物理气相沉积)涂层工艺。

CellaWafer PA 38 用于测量半导体晶片涂层和热处理过程中的温度。

由于其短波和窄带测量波长,该设备可用于 MOCVD 和 RTP 过程中的测量。

CellaCrystal PA/PX 64 用于CVD(化学气相沉积)涂层过程的温度测量。由于特殊的波长,红外测温仪也可用于等离子体辅助蒸汽沉积。

CellaCrystal PA/PX 44 被研究用于硅和碳化硅晶体生产过程中的光学温度测量。在整个测量范围内两个波长信号的连续高分辨率< 0.1 K,并且均匀光传感器技术具有很高的长期稳定性,因此该仪器满足了高测量精度要求。

CellaCrystal PA/PX 45 测温仪的特点是测量范围非常大,为900 – 3200 ℃。由于采用了混合信号处理,它在整个测量范围内具有持续的高信号分辨率和极高的长期稳定性,这使得它成为碳化、石墨化和晶体生长的理想选择。

Mikro PV 11 强度比较辐射红外测温仪的测量原理为比较叉丝叠加显示在被测目标上,通过手动改变参考灯的辐射强度,使比较叉丝的亮度与测量对象的亮度相近,直到两者相同,然后可以从显示屏上读取温度值。由于人眼的高灵敏度和仪器的短波光谱灵敏度,这种测量方法实际上是非接触式温度测量领域中最古老但最准确的方法之一,显然优于当今的现代电子设备。在钻石生长工艺中,该测温仪的测量原理使其不受高温等离子体的影响,从而得到正确的测量温度。