
在300毫米生产线中,计划外的停机时间以及颗粒物问题是亟需解决的难题。多年来,对流式烤箱一直被用于晶圆的干燥和烘烤工序,但它们的升温速度较慢,且容易产生温度波动。此外,气流还可能带来颗粒物,从而导致产品性能不符合标准。当工艺流程需要以秒和度来衡量时,红外线技术则能提供更高效、精准且干净的加热方式。
从技术层面来看,关键在于热传递路径。红外线加热直接作用于晶圆表面,通过短波或中波发射器实现快速、可控的加热效果。这样一来,整个晶圆表面的温度均匀性可控制在±0.1°C范围内,同时还能实现重复性的软烘烤和硬烘烤过程。此外,打开炉门后,系统可在几秒内恢复到正常状态。由于没有循环风扇,且光学路径被密封,因此几乎不会产生颗粒物。此外,能量也得到了有效利用,因为能量都用于加热晶圆,而非炉壁或空气。
在光刻工艺中,循环时间和缺陷控制是至关重要的。红外线模块可以安装在旋转装置上,或者作为独立的烘烤设备使用,从而简化烘烤和干燥步骤,同时避免对光刻胶造成损害。其好处在于能够更精确地控制晶圆的尺寸,降低缺陷率,确保不同批次产品的工艺稳定性。
对于大规模生产而言,红外线技术的可靠性非常高:这些设备可以连续运行5,000小时以上,而产量下降幅度不到5%,从而实现全天候不间断生产。这是一种经过验证的替代方案,符合国际设备标准,并已在实际生产中得到应用。
需要注意的是,红外线技术非常适合需要快速、均匀表面加热的薄膜和光刻胶处理。不过,必须严格控制基材的发射率和反射率。实施过程中,需要将发射器的光谱与薄膜结构相匹配,同时还要根据晶圆的实际温度来调整传感器的设置。虽然改造过程相对简单,但仍需安排一定的调试时间,以确保各项参数处于最佳状态。