Trong quá trình nung phơi hóa chất trên bề mặt wafer, việc điều chỉnh nhiệt độ không phải là công việc đơn giản. Quá trình này giúp xác định tỷ lệ hòa tan của các chất hoà tan, đồng thời đảm bảo độ đồng đều của kích thước các đường viền trên wafer. Nếu nhiệt độ tăng/giảm quá 2°C, chất lượng sản phẩm sẽ bị ảnh hưởng nghiêm trọng. Chúng tôi đã chế tạo máy sưởi bằng sóng hồng ngoại tần số trung bình để giảm thiểu sự biến đổi nhiệt độ trong quá trình xử lý wafer.
Những yếu tố quan trọng về mặt kỹ thuật: Máy sưởi bằng sóng hồng ngoại tần số trung bình giúp làm nóng toàn bộ lớp hóa chất trên bề mặt wafer, chứ không chỉ là phần bề mặt. Nhờ đó, quá trình làm nóng diễn ra nhanh hơn và ít gặp sai số hơn. Chúng tôi duy trì độ đồng đều của nhiệt độ ở mức ±0,1°C trên toàn bộ diện tích wafer, và độ lặp lại của nhiệt độ ở mức ±0,05°C giữa các lần xử lý. Các bộ phận phát nhiệt được đặt bên trong vỏ thủy tinh kín – không có cuộn dây nào tiết ra khí hoặc các hạt bụi. Thân máy phù hợp với môi trường sạch loại 1–100, và mọi bề mặt đều được xử lý để giữ cho số lượng hạt bụi ở mức ổn định, ngay cả khi máy hoạt động liên tục 24/7. Việc kiểm soát nhiệt độ được thực hiện trực tiếp trên bề mặt wafer, chứ không phải từ phía máy sưởi.
Tại sao phương pháp này hiệu quả trong thực tế: Trong quá trình nung phơi hóa chất, cần phải loại bỏ các chất hoà tan một cách nhanh chóng và đồng đều, sau đó duy trì nhiệt độ ổn định trong suốt quá trình xử lý. Hệ thống sóng hồng ngoại tần số trung bình của chúng tôi có thể đạt được nhiệt độ mong muốn trong vài giây, và duy trì nhiệt độ đó một cách ổn định. Nhờ đó, mỗi wafer đều nhận được điều kiện nhiệt độ giống nhau. Kết quả là việc kiểm soát kích thước wafer trở nên dễ dàng hơn, số lượng sản phẩm bị hỏng giảm đi, và hiệu suất xử lý cao hơn mà không cần phải điều chỉnh nhiệt độ liên tục. Ngoài ra, phương pháp này còn giúp tiết kiệm năng lượng, vì các bộ phận phát nhiệt tập trung nhiệt lượng vào vị trí cần thiết, và khối lượng nhiệt thấp giúp giảm thiểu tổn thất năng lượng khi máy không hoạt động.
Một vài lưu ý thực tế: Sóng hồng ngoại tần số trung bình phù hợp để xử lý các lớp hóa chất trên bề mặt silic, nhưng nó lại nhạy cảm với sự khác biệt về độ phát xạ nhiệt trên các bề mặt kim loại hoặc các lớp dielectric dày. Cần tiến hành các thử nghiệm ban đầu để xác định thông số kỹ thuật phù hợp. Việc lắp đặt máy đòi hỏi nguồn điện sạch và cấu trúc meccanics ổn định để gắn máy với wafer – bất kỳ sự lệch lạc nào dù chỉ vài milimét cũng có thể ảnh hưởng đến độ đồng đều của nhiệt độ. Một khi đã được lắp đặt đúng cách, máy sẽ hoạt động với ít bảo trì nhất có thể. Khi cần thay thế linh kiện, có thể lên lịch thay thế một cách thuận tiện. Không cần phải can thiệp vào máy vào giữa đêm.