บนสายการผลิต เวเฟอร์นั้นไม่รอ เวลามีเพียงไม่กี่วินาทีเท่านั้น และในช่วงเวลานั้น photoresist ต้องได้รับโปรไฟล์อุณหภูมิเดียวกับชุดก่อนหน้าและชุดถัดไป การอบแบบ soft bake และ hard bake งบประมาณความร้อนมีจำกัดมาก และช่วงพลังงานที่ยอมรับได้ถูกวัดกันที่มิลลิจูล
จุดร้อน จุดเย็น ขอบเย็น การเปลี่ยนแปลงเพียงไม่กี่เศษส่วนขององศา ก็อาจทำให้ขนาดวิกฤตเปลี่ยน รูปแบบถูกยกขึ้น หรือฝังอนุภาคลงในฟิล์ม เมื่อการให้ความร้อนไม่เสถียร ผลผลิตก็ไม่เสถียรเช่นกัน
เราพัฒนาเครื่องปล่อยความร้อนอินฟราเรดเชิงเส้นเพื่อรองรับสถานการณ์นี้โดยเฉพาะ—งานผลิตปริมาณสูงที่ต้องการความสม่ำเสมอของอุณหภูมิ การทำงานในห้องสะอาด และเวลาทำงานที่ต่อเนื่อง เครื่องปล่อยความร้อนนี้ให้ความร้อนซ้ำได้และเฉพาะจุดบนพื้นผิวเวเฟอร์ด้วยการควบคุมที่เข้มงวด รองรับขั้นตอนการอบ photoresist การทำให้เวเฟอร์แห้ง และกระบวนการความร้อนอื่นๆ ที่มวลความร้อนต่ำและความทนทานความร้อนแคบมาก
สิ่งที่สำคัญในเชิงเทคนิค
แกนหลักคือแหล่งความร้อนอินฟราเรดเชิงเส้นที่ออกแบบมาเพื่อโปรไฟล์ความร้อนของเซมิคอนดักเตอร์โดยเฉพาะ ไม่ใช่เพื่อการให้ความร้อนทั่วไป ใช้ความยาวคลื่นใกล้อินฟราเรด (NIR) ที่จับคู่กับการดูดซับของ photoresist และวัสดุพื้นผิวเวเฟอร์ทั่วไป เพื่อให้พลังงานส่งตรงไปยังเป้าหมายโดยไม่สูญเสียความร้อนกับอุปกรณ์จับยึด
จึงได้การตอบสนองความร้อนที่รวดเร็วพร้อมแรงเฉื่อยความร้อนต่ำ—นิ่งเร็วและเย็นเร็วระหว่างรอบ
ความสม่ำเสมอของอุณหภูมิเป็นข้อกำหนดที่สะท้อนบนเวเฟอร์ ตลอดบริเวณที่ให้ความร้อน เครื่องปล่อยจะรักษาความสม่ำเสมอระดับเวเฟอร์ให้อยู่ในช่วง ±0.1°C ที่จุดตั้งค่า วัดจากเวเฟอร์ทดสอบมาตรฐานภายใต้การไหลของอากาศในสายการผลิต ตัวเลขนี้ไม่ใช่ค่าจากห้องทดลอง แต่มันคือความแตกต่างระหว่างการควบคุมขนาดวิกฤตที่สม่ำเสมอกับความคลาดเคลื่อนที่เห็นได้จาก CD-SEM
เราทำได้โดยการควบคุมการกระจายการแผ่รังสีตลอดเส้น ด้วยการออกแบบรูปทรงและตัวสะท้อนที่ลดการสูญเสียที่ขอบและกำจัดจุดร้อนที่ปลายบริเวณให้ความร้อน
ความเหมาะสมกับห้องสะอาดเป็นอีกข้อกำหนดที่ไม่สามารถเจรจาได้ ตัวเรือนเครื่องปล่อยและฮาร์ดแวร์รองรับถูกออกแบบเพื่อลดการปล่อยก๊าซและการสร้างอนุภาค และการออกแบบตรงตามมาตรฐานห้องสะอาด ISO Class 1 ถึง Class 100 พื้นผิวเรียบ ข้อต่อถูกลดให้น้อยที่สุด และวัสดุถูกเลือกเพื่อการสร้างอนุภาคต่ำภายใต้การทำงานต่อเนื่อง
ในการใช้งานจริง จำนวนอนุภาคจะคงที่ในช่วงเวลาทำงานยาวนาน ไม่ต้องเสียเวลาตามล่ามลพิษที่มาจากโมดูลให้ความร้อน
จากนั้นคือความสามารถในการทำซ้ำ ความแม่นยำของจุดตั้งค่าถูกควบคุมให้อยู่ในช่วง ±0.5°C และวงจรควบคุมจะนิ่งอย่างรวดเร็วหลังการเคลื่อนที่ของเวทีและการเปิด-ปิดประตู โปรไฟล์ความร้อนยังคงสม่ำเสมอจากล็อตสู่ล็อตและชั่วโมงต่อชั่วโมง โดยการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิน้อยกว่า 0.1°C ใน 5,000 ชั่วโมงของโปรไฟล์การอบทั่วไป
ความเสถียรนี้ช่วยลดเวลาการตั้งค่าและการแก้ไขงานซ้ำ และรักษาช่วงกระบวนการให้อยู่ตรงกลาง ไม่อยู่ใกล้ขอบ
เครื่องปล่อยนี้สามารถติดตั้งเข้ากับอุปกรณ์ที่มีอยู่ด้วยรูปทรงเชิงเส้นขนาดกะทัดรัด ความยาวมาตรฐานครอบคลุมขนาดเวเฟอร์ทั่วไปและการกำหนดโซนหลายโซน ส่วนเชื่อมต่อสำหรับติดตั้งสอดคล้องกับมาตรฐานอุปกรณ์เซมิคอนดักเตอร์ การรวมระบบไฟฟ้าง่าย มีตัวเลือกควบคุม 24 V และเชื่อมต่อไฟหลัก เครื่องปล่อยออกแบบสำหรับการทำงาน 24/7 โดยมี MTBF ที่สอดคล้องกับความต้องการเวลาทำงานของโรงงาน
ทำไมมันจึงเหมาะกับงานที่สำคัญ
การอบ photoresist คือจุดที่การควบคุมความร้อนแสดงผลได้ชัดเจนและรวดเร็ว
ใน soft bake จะเป็นการขจัดตัวทำละลายจนถึงระดับตกค้างที่แม่นยำ ต่ำเกินไปฟิล์มจะแข็งและเปราะ สูงเกินไปความไวของฟิล์มเปลี่ยนไป ส่งผลต่อความกว้างของช่วงการรับแสงเมื่อจำเป็นต้องคงที่
ใน hard bake เป็นการบ่ม photoresist เพื่อเพิ่มการยึดเกาะและความต้านทานการกัดกร่อน ทั้งสองขั้นตอนต้องการอุณหภูมิที่สม่ำเสมอทั่วเวเฟอร์ มีความเสถียรตามเวลา และทำซ้ำได้ในแต่ละล็อต
การให้ความร้อนอินฟราเรดเชิงเส้นให้การควบคุมนี้โดยมีความล่าช้าทางความร้อนต่ำ เครื่องปล่อยให้ความร้อนกับฟิล์มโดยตรง ไม่ใช่กับตัวจับหรือเวที จึงนิ่งเร็วหลังวางเวเฟอร์ การออกแบบมวลความร้อนต่ำติดตามการเปลี่ยนแปลงจุดตั้งค่าโดยไม่เกิดการเกิน และเย็นเร็วเมื่อสิ้นสุดการอบ ช่วยลดเวลารอบและทำให้เวเฟอร์เคลื่อนที่ต่อเนื่อง
ผลลัพธ์คือความเสถียรของกระบวนการ: การกระจายขนาดวิกฤตที่แคบลง ข้อบกพร่องที่เกี่ยวข้องกับความไม่สม่ำเสมอของความร้อนลดลง และความแตกต่างของอุณหภูมิระหว่างกึ่งกลางกับขอบลดลง
ยังรองรับงานขั้นสูง เช่น การอบ photoresist ชั้นบาง การซ้อนหลายชั้น และการอบที่อุณหภูมิต่ำซึ่งงบประมาณความร้อนจำกัด การตอบสนองเร็วและความสม่ำเสมอสูงนี้ยังใช้ได้เมื่อทำให้เวเฟอร์ที่มีลวดลายแห้งหลังการทำความสะอาด อุณหภูมิที่สม่ำเสมอป้องกันรอยน้ำและลดการยึดเกาะของอนุภาค
การใช้พลังงานต่ำลงเพราะความร้อนถูกกำหนดเป้าหมาย ไม่ใช่การส่งพลังงานเข้าไปในห้องทั้งหมด ลดภาระการทำความเย็นของโรงงานและลดต้นทุนการดำเนินงานโดยไม่กระทบต่อประสิทธิภาพ
ความน่าเชื่อถือก็เดินตามหลักการเดียวกัน เครื่องปล่อยทำงานต่อเนื่องโดยไม่มีการปิดตัวโดยไม่คาดคิด และกำลังส่งยังคงเสถียรในระยะยาว หมายถึงการปรับเทียบซ้ำและการเปลี่ยนอะไหล่น้อยลง
สิ่งที่ต้องรู้
เครื่องปล่อยอินฟราเรดเชิงเส้นไวต่อสภาพแวดล้อมที่ทำงาน การไหลของอากาศและรูปทรงของห้องจะส่งผลต่อความสม่ำเสมอ ดังนั้นการติดตั้งต้องปฏิบัติตามระยะห่างและการจัดการการไหลของอากาศที่แนะนำ
หากการจัดวางอุปกรณ์สร้างความปั่นป่วนหรือการหมุนเวียนของอากาศ จะเกิดการสั่นของอุณหภูมิเล็กน้อย ซึ่งจะแสดงออกมาเป็นความแปรผันบนเวเฟอร์ เรามีคำแนะนำการติดตั้งและแผ่นบังลมสำหรับการไหลของอากาศที่ออกแบบมาเพื่อรักษาความเสถียรของสนามความร้อน โปรดใช้ตามคำแนะนำ
ค่าการแผ่รังสีและการซ้อนของวัสดุก็มีผล วัสดุและฟิล์มต่างชนิดดูดซับอินฟราเรดต่างกัน และโปรไฟล์อุณหภูมิอาจเปลี่ยนแปลงเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงซ้อนวัสดุ ระบบควบคุมจึงต้องปรับแต่งให้เหมาะกับซ้อนวัสดุหลักในกระบวนการของคุณ
หากใช้ฟิล์มหลายชนิด ควรสร้างเมทริกซ์การปรับเทียบและบันทึกโปรไฟล์ เครื่องปล่อยรองรับหลายสูตร แต่จะไม่ชดเชยการเปลี่ยนแปลงซ้อนวัสดุที่ไม่มีการบันทึกโดยอัตโนมัติ
ยังมีข้อแลกเปลี่ยนในการรวมระบบ การตอบสนองเร็วของเครื่องปล่อยเป็นข้อได้เปรียบ แต่ต้องการวงจรควบคุมที่ตามทัน อุปกรณ์เก่าอาจต้องอัพเกรดวงจรควบคุมเพื่อให้ได้ประโยชน์เต็มที่จากเวลานิ่งและความสามารถในการทำซ้ำ
ในทางปฏิบัติ นี่คือการลงทุนสั้นๆ ในตัวควบคุมและอินเทอร์เฟซ และผลตอบแทนจะเห็นได้เร็วจากการลดงานแก้ไขและเพิ่มปริมาณผลิต
สุดท้าย เครื่องปล่อยถูกออกแบบเพื่อการทำงานต่อเนื่อง แต่เช่นเดียวกับแหล่งความร้อนละเอียดอื่นๆ จะทำงานได้ดีที่สุดเมื่อมีการบำรุงรักษาตามระยะเวลาที่กำหนด ทำความสะอาดหน้าต่างควอตซ์และตัวสะท้อนตามระยะเวลาที่แนะนำ และเปลี่ยนเครื่องปล่อยเมื่อถึงอายุการใช้งานที่กำหนด
ช่วงเวลาบำรุงรักษาสั้นและขั้นตอนง่าย แต่หากละเลย จะเกิดการเปลี่ยนแปลงอุณหภูมิในระยะยาว
ถ้ากระบวนการของคุณขึ้นอยู่กับความทนทางเวเฟอร์ อุณหภูมิของฟิล์ม และความน่าเชื่อถือของสายการผลิต แหล่งความร้อนต้องมีความเข้มงวดในระดับเดียวกัน เครื่องปล่อยอินฟราเรดเชิงเส้นให้ความสม่ำเสมอ การทำงานที่เหมาะกับห้องสะอาด และความสามารถในการทำซ้ำที่รักษากระบวนการให้อยู่ในช่วงที่กำหนด ล็อตต่อล็อต