Op de productielijn heeft een temperatuurschwanking tijdens het drogen of bakken niet alleen gevolgen voor de grafieken – deze zwankingen hebben ook invloed op de kwaliteit van het eindproduct. Een verschil van 1°C zorgt al voor een verschil van enkele nanometers in de belangrijkste afmetingen. Bovendien kan een vuile verwarmer stofdeeltjes释出, die de kwaliteit van het product kunnen beschadigen. We hebben een semiconductieverwarmer met PID-besturing ontwikkeld om deze variabiliteit te verminderen, nog voordat deze optreedt.
Wat technisch gezien belangrijk is: we combineren een kortegolfinfraroodstraler met een PID-controller om de temperatuur binnen een marge van ±0,1°C te houden. De uniformiteit van de temperatuur over het hele oppervlak van de wafer ligt boven ±0,5°C, zodat de hele laag fotoresist dezelfde thermische omstandigheden krijgt. De reactietijd is minder dan 300 ms, waardoor de temperatuur snel kan worden geregeld. Het kwartsvenster en de behuizing zijn geschikt voor een zuivere omgeving (klasse 1–100). De verwarmer levert geen stofdeeltjes af bij de werktemperatuur. Na 24 uur blijft de herhaalbaarheid binnen een marge van ≤0,2°C – voldoende om de kwaliteit van het product te behouden.
Zo werkt het in de praktijk: bij het drogen van de wafer zorgt de snelle, uniforme infraroodstraling ervoor dat het oppervlak van de wafer droog wordt, zonder dat het substraat wordt beschadigd. Dit voorkomt defecten veroorzaakt door oppervlaktespanning. In de lithografie kan dezelfde oplossing worden gebruikt voor zowel zachte als harde baktreatments, waardoor de dikte van de fotoresist en de hechting tussen de verschillende lagen consistent blijven.
De PID-controller compenseert voor verschillen in temperatuur, batchveranderingen en omgevingsfactoren. Hierdoor blijft de temperatuur constant, zelfs op late tijden. Bovendien neemt het energieverbruik af, omdat het infraroodlicht alleen het doeloppervlak verwarmt, en niet de rest van de behuizing.
Een paar praktische tips: de keuze van de behuizing hangt af van de emissiviteit en de zichtfactor. Donkere coatings of shields kunnen lokale hittepunten veroorzaken. Daarom leveren we een kalibratiemap bij, en raden we aan om de werking te controleren met een thermische profiler. De verwarmer werkt op 24 V en kan worden aangesloten op een spanning van 110–240 V. De PID-instellingen moeten echter worden aangepast aan de specifieke toepassing. Plan een korte testperiode in om de optimale instellingen vast te stellen.