در خطوط ۳۰۰ میلیمتری، تغییر دما در حد نیم درجه سانتیگراد در طول فرآیند پختن فوتورزیست، میتواند باعث ایجاد اختلافات قابل توجه در ابعاد محصول شده و منجر به از بین رفتن کل محموله تولید شود. ما هیتر مورد استفاده برای ساخت نانولولههای کربنی را طوری طراحی کردیم که رفتار حرارتی آن در طول فرآیند تولید، در هر بار تولید، یکنواخت باقی بماند.
چه چیزی اهمیت دارد؟
این هیتر از عناصر نانولولههای کربنی برای کار کردن استفاده میکند؛ بنابراین پاسخگویی سریعی دارد و وضعیت حرارتی آن پایدار است. در نتیجه، یکنواختی دما در سطح ویفرها در محدوده ±۰.۱ درجه سانتیگراد حاصل میشود؛ همچنین، قابلیت تکرارپذیری فرآیند نیز بسیار بالاست. این ویژگیها باعث میشوند که فرآیندهای پختن ویفرها در هر محموله تولید، یکنواخت باقی بماند.
این سیستم عملاً هیچ ذرهای تولید نمیکند؛ بنابراین مناسب برای استفاده در اتاقهای تمیز با ردههای ۱ تا ۱۰۰ است. همچنین، مواد مورد استفاده در ساخت این سیستم، به گونهای انتخاب شدهاند که حتی در چرخههای پختن مداوم نیز، میزان گازهای تولید شده کم باشد. در واقع، این امر منجر به کاهش نقصها، کنترل بهتر ابعاد محصول، و استفاده از منابع حرارتی قابل پیشبینی میشود.
چرا این موضوع در لیتوگرافی اهمیت دارد؟
در فرآیندهای لیتوگرافی و پردازش فوتورزیست، پروفایل حرارتی موضوعی فرعی نیست؛ بلکه خود بخشی از فرآیند تولید است. این هیتر، مرحله پختن ویفرها را کنترل میکند تا عرض خطوط، زاویه دیوارهها و ضخامت لایههای باقیمانده، در محدوده مشخصی باقی بمانند؛ در نتیجه، مجبور نیستیم ویفرهای خوب را به دلیل نقصها از بین ببریم.
این هیتر میتواند ۲۴ ساعته بدون هیچ توقفی کار کند؛ دادههای عملیاتی نیز نشان میدهد که در طول زمان، هیچ تغییر قابل توجهی در پروفایل حرارتی رخ نمیدهد؛ این ویژگی دقیقاً همان چیزی است که در فرآیندهای تولید با حجم بالا مورد نیاز است. از آنجایی که این هیتر پاسخگویی سریعی دارد، زمان استراحت آن کاهش مییابد و هزینه عملیاتی برای هر ویفر نیز کاهش مییابد.
چه کارهایی باید انجام داد؟
این سیستم را میتوان به راحتی در سیستمهای تولیدی ادغام کرد؛ اما عناصر نانولولههای کربنی دارای محدودیتهای دمایی و نرخهای کنترلی خاصی هستند. لازم است که جرم حرارتی این سیستم را متناسب با شرایط فرآیند تنظیم کرده و کنترلکننده آن را نیز طوری تنظیم کنید تا عملکرد یکنواختی آن حفظ شود.
همچنین، باید یک آزمایش کوتاه انجام دهید تا تنظیمات PID را بهینه کرده و اطمینان حاصل کنید که پروفایل حرارتی در تمام حالتهای فرآیند، یکنواخت است.