บนชั้นลิโธกราฟี การอบแบบ soft bake และ hard bake ไม่ใช่แค่ขั้นตอนทั่วไป แต่เป็นเส้นแบ่งระหว่างลายแบบที่ทำซ้ำได้กับล็อตที่ต้องทิ้งเป็นเศษซาก อุณหภูมิที่เปลี่ยนแปลงเพียง 2°C บนแผ่นเวเฟอร์จะทำให้ขนาดวิกฤต (critical dimensions) เคลื่อนที่ และการสร้างอนุภาคระหว่างการอบจะทำให้ผลผลิตลดลง เราจึงพัฒนาแพลตฟอร์มการให้ความร้อนด้วยคลื่นอินฟราเรดใกล้ (NIR) ให้เหมาะกับสภาพแวดล้อมนี้
สิ่งที่สำคัญภายในระบบ
เราใช้ NIR เพื่อส่งพลังงานเข้าสู่พื้นผิวเวเฟอร์โดยตรงและรวดเร็ว เป้าหมายคือการรักษาความสม่ำเสมอของอุณหภูมิในระดับเวเฟอร์ให้คงที่ภายใน ±0.1°C ตลอดพื้นผิวการอบ ช่วงความคลาดเคลื่อนแคบนี้ช่วยให้การไหลของโฟโตเรซิสต์และการระเหยของตัวทำละลายมีความสม่ำเสมอ ซึ่งช่วยในการควบคุมการทับซ้อนและขนาดวิกฤต (CD)
ความเข้ากันได้กับคลีนรูมระดับ Class 1–100 ไม่ใช่เรื่องที่คิดทีหลัง ห้องอบถูกออกแบบให้ปิดผนึก วัสดุที่มีการปล่อยแก๊สต่ำ และเส้นทางการไหลของอากาศที่ควบคุมอนุภาคอย่างเคร่งครัดช่วยให้จำนวนอนุภาคคงที่ขณะระบบทำงาน การไม่มีการสร้างอนุภาคเป็นข้อจำกัดด้านการออกแบบที่ได้รับการตรวจสอบด้วยระบบตรวจจับอนุภาคแบบเรียลไทม์ ไม่ใช่แค่ข้อความประชาสัมพันธ์
ความสามารถในการทำซ้ำเกิดจากการควบคุมแบบปิดวงจร (closed-loop control) ข้อมูลอุณหภูมิจะถูกเก็บตัวอย่างด้วยอัตราสูง และการจ่ายพลังงานจะถูกปรับตามสูตรและตามล็อตอย่างแม่นยำ
เหตุผลที่ระบบนี้ทนทานในโรงงานผลิต
ในงานปริมาณมาก ความสามารถในการอบซ้ำได้ช่วยลดการทำงานซ้ำและข้อผิดพลาด การถ่ายโอนโปรไฟล์โฟโตเรซิสต์จะเสถียรในแต่ละกะ ลดจำนวนการตรวจสอบด้วย SEM และควบคุมงบประมาณความร้อนได้เข้มงวดขึ้น
การเพิ่มอุณหภูมิอย่างรวดเร็วช่วยลดเวลาวงจรโดยไม่กระทบต่อรูปร่างโปรไฟล์ การใช้พลังงานลดลงเนื่องจากให้ความร้อนเฉพาะจุดที่จำเป็น ความน่าเชื่อถือขึ้นอยู่กับเวลาทำงานต่อเนื่อง อุปกรณ์ถูกออกแบบให้รองรับการทำงาน 24/7 และการบำรุงรักษาจะวางแผนตามการเปลี่ยนหลอดไฟตามรอบ ไม่ใช่ตามกรณีฉุกเฉิน
สิ่งที่ควรคำนึงถึง
ระบบ NIR มีความไวต่อความแตกต่างของการแผ่รังสี (emissivity) บนเวเฟอร์ที่เคลือบ และรูปร่างของห้องอบมีผลต่อการทำงาน ควรวางแผนรันทดสอบสั้นๆ เพื่อกำหนดค่าเซ็ตพอยต์และปรับเซ็นเซอร์ให้ตรง รวมถึงตั้งค่าการชดเชยการแผ่รังสีให้เหมาะสมกับชั้นวัสดุของเวเฟอร์
การติดตั้งต้องสอดคล้องกับส่วนเชื่อมต่อทางกลและระบบสาธารณูปโภคที่มีอยู่ในเส้นทางผลิต หรือในพื้นที่ของเตาอบแบบแยกตัว เมื่อปรับแต่งเข้ากันแล้ว ช่วงการทำงานของกระบวนการจะกว้างพอที่จะรองรับโฟโตเรซิสต์หลายตระกูลโดยไม่ต้องปรับแต่งซ้ำใหม่อีกครั้ง