На производственном полу термический бюджет не является просто рекомендацией — это граница, которую нельзя переступать. Небольшое отклонение температуры во время обработки фотополимера приводит к изменению критических размеров деталей после процедуры эчинга. Это сразу же сказывается на качестве продукции. Поэтому мы разработали термопары для нагревателей в полупроводниковых устройствах, чтобы устранить такие отклонения на каждом этапе процесса.
С технической точки зрения важно, чтобы термопара имела высокую чувствительность и подходила по форме к нагревателю. Это позволяет добиться термической однородности на поверхности пластины в пределах ±0,1°C. Датчик упакован таким образом, чтобы предотвратить выделение газов и образование частиц в чистой комнате класса 1–100. Для этого используются материалы, способствующие снижению уровня выбросов газов и образования частиц.
Повторяемость процесса обеспечивается благодаря калибровочной кривой. Каждая процедура нагрева приводит к одинаковому термическому профилю, независимо от количества циклов. Время реакции датчика настроено так, чтобы процесс нагрева происходил быстро, что позволяет сохранять стабильность температуры во время процедур литографии.
В процессе литографии процедура мягкого нагрева помогает удалить растворители и создать необходимое напряжение в слое фотополимера. Процедура жесткого нагрева готовит фотополимер к процедуре эчинга и имплантации. Благодаря этой термопаре можно достичь стабильного и предсказуемого контроля температуры на поверхности пластины — контроль критических размеров и шероховатости поверхности остается в заданных пределах.
Это означает меньше необходимости в переработке продукции, более предсказуемую селективность процедуры эчинга, а также более стабильные характеристики устройств. Также снижается потребление энергии, поскольку система контроля не нуждается в корректировке из-за отклонений температуры.
Есть еще несколько практических моментов. При установке термопары необходимо точно определить ее положение относительно нагревателя и поверхности пластины — даже незначительное отклонение в миллиметр может привести к изменению значений температуры. Также необходимо соответствовать стандартам подключения и заземления оборудования, чтобы избежать помех, вызванных электромагнитными полями.
Необходимо также планировать график калибровки. Отклонения температуры могут быть незначительными, но они все же могут быть зафиксированы после тысяч циклов работы. Регулярная проверка позволяет поддерживать процесс в пределах допустимых значений температуры.