บนสายการผลิต เวเฟอร์ที่บิดงอไม่ได้เป็นเพียงเศษซาก แต่ส่งผลโดยตรงต่ออัตราผลิตได้และเป็นปัญหาต่อแผนงาน
เตาอบแบบใช้การพาความร้อนไม่สามารถกำจัดความเฉื่อยทางความร้อนและความต่างอุณหภูมิได้ ทำให้เกิดโพรไฟล์โฟโตเรซิสต์ที่ไม่สม่ำเสมอและความเครียดติดค้างในชั้นฟิล์ม การทำความร้อนด้วยอินฟราเรดแก้ไขปัญหานี้ด้วยการส่งพลังงานตรงจุดที่ต้องการตามขั้นตอนกระบวนการอย่างแม่นยำ
สิ่งที่สำคัญภายใต้ระบบ
เราปรับความยาวคลื่นของเครื่องปล่อยอินฟราเรดช่วงคลื่นสั้นให้ตรงกับสเปกตรัมการดูดซับของซิลิคอนและโฟโตเรซิสต์ ทำให้พลังงานถูกส่งผ่านอย่างสะอาดโดยไม่มีการส่งเกิน นำไปสู่ความสม่ำเสมอของอุณหภูมิระดับเวเฟอร์ในช่วง ±0.1°C ทั่วทั้งชัค และโปรไฟล์อุณหภูมิที่ทำซ้ำได้ตามขั้นตอนกระบวนการอย่างครบถ้วน
ระบบสามารถทำงานในคลีนรูมคลาส 1–100 โดยไม่มีการสร้างฝุ่นละออง ตรวจสอบโดยการมอนิเตอร์ฝุ่นแบบ in-situ และผลลัพธ์มีความเสถียรตลอดกว่า 5,000 ชั่วโมงโดยมีการเบี่ยงเบนความเข้มของแสงน้อยกว่า 5% นอกจากนี้ยังปรับโปรไฟล์ความร้อนได้สำหรับ Soft Bake, Hard Bake และ post-cure โดยไม่ต้องเปลี่ยนอุปกรณ์ฮาร์ดแวร์
เหตุผลที่ใช้งานได้จริง
ในการทำให้เวเฟอร์แห้ง อินฟราเรดช่วยทะลุผ่านชั้นขอบเขตความร้อนได้อย่างรวดเร็วและสม่ำเสมอ ทำลายขอบบีด (edge-bead) ที่เป็นสาเหตุของการบิดงอได้
ในกระบวนการลิโธกราฟี Soft Bake จะดึงโซลเวนท์ออกอย่างแม่นยำและควบคุมความเครียดของฟิล์ม ทำให้ชั้นเรซิสต์คงความเรียบตลอดช่วงการเปิดรับแสงและการพัฒนา
ในขั้นตอนการบ่มและการบรรจุ ระบบนี้จ่ายงบประมาณพลังงานความร้อนที่ควบคุมได้เพื่อลดความแตกต่างของ Coefficient of Thermal Expansion (CTE) และการบิดงอ ระยะเวลาวงรอบที่สั้นช่วยเพิ่ม Throughput โดยที่ความสามารถในการทำซ้ำยังคงอยู่ การใช้พลังงานลดลงเนื่องจากไม่มีมวลนิ่งที่ต้องได้รับความร้อน และเวลาหยุดเครื่องโดยไม่วางแผนลดลงเนื่องจากมีของใช้สิ้นเปลืองน้อยและไม่มีการหมุนเวียนอากาศร้อนที่ต้องจัดการ
สิ่งที่ต้องเฝ้าระวัง
ประสิทธิภาพของอินฟราเรดขึ้นอยู่กับเส้นสายตา (line-of-sight) และค่าการแผ่รังสี (emissivity) ที่เสถียร จึงควรวิเคราะห์การเคลือบโลหะด้านหลังเวเฟอร์และการสะท้อนของชัคตั้งแต่ต้น คาดว่าจะมีข้อจำกัดทางกลไกที่เข้มงวดขึ้น เช่น การจัดวางเครื่องปล่อยแสง การป้องกัน และการระบายความร้อน ต้องออกแบบเข้ากับพื้นที่ติดตั้งเครื่องมือ
เมื่อปรับตั้งค่าให้สมดุลแล้ว ช่วงหน้าต่างกระบวนการจะกว้าง แต่การตรวจสอบคุณสมบัติ (qualification) ต้องทำการแมปอุณหภูมิทั่วทั้งเวเฟอร์ในแต่ละขั้นตอนของสูตรการทำงาน