V výrobní hale není odchylka o 1 °C v teplotě v pečicím zařízení něčím bezvýznamným – jedná se o problém, který ovlivňuje kvalitu výrobku. Sušení polovodičových destiček, předpečení fotorezistu a zpracování po expozici vyžadují přesné řízení teploty. Právě proto jsme v Číně vybudovali naše výrobní zařízení s topnými elementy – jedná se o krátkovlnné IR topné elementy navržené pro řízení procesů v polovodičové výrobě, nikoliv pro účely marketingu.
Co je z technického hlediska důležité
Naše IR moduly zajišťují rovnoměrnou teplotu na celé ploše destičky v rozsahu ±0,1 °C, přičemž opakovatelnost hodnot teploty je v rozsahu ±0,2 °C. Rychlé zvyšování teploty zkracuje dobu potřebnou k dosažení požadované teploty. Nedochází také k tvorbě částic, což udržuje počet částic v čisté místnosti na stabilní úrovni v prostředích třídy 1–100. Křemíkovo-halogenní prvky zajišťují stabilní spektrální výstup, takže absorpce fotorezistu zůstává konstantní. Tělo topného elementu je kompatibilní s vakuem i inertními plyny. Intenzita výkonu je uzpůsobena tepelné hmotnosti substrátu, nikoliv samotného topného elementu – takže proces bere v úvahu teplotu samotného substrátu, nikoliv teplotu topného elementu.
Proč to v praxi funguje
V litografických zařízeních přímo určuje teplota během procesu pečení viskozitu fotorezistu a tloušťku jeho vrstvy. Náš IR přístup zajišťuje, že tyto parametry zůstanou v požadovaných mezích, což snižuje odchylky v kvalitě výrobku. Při sušení destiček po mokré čistění rychlé a rovnoměrné zahřívání zabrání kolapsu vzoru a vzniku „vodních stop“. A protože IR topné elementy zahřívají destičku přímo, nikoliv stěny komory, snižuje se spotřeba energie. Tyto zařízení mohou běžet 24/7 s minimální nutností údržby – údaje z provozu ukazují, že za více než 5 000 hodin provozu dochází k odchylce výkonu menší než 5 %.
Na co je potřeba se připravit
Tyto topné elementy vyžadují speciální napájecí systém a přesnou kalibraci emisivity pro každou vrstvu procesu. Je možné je použít v starších pečicích zařízeních, ale jakákoli změna v tepelné hmotnosti může vyžadovat krátké přizpůsobení, aby byla dosažena požadovaná teplota. Před zahájením výroby v pilotním režimu je potřeba provést 100-hodinový test a měření základních parametrů.