在光刻工厂里，光阻软化烘烤过程中，只要温度出现0.5°C的波动，就足以导致大量产品变成废品。而当整个晶圆表面的温度无法保持一致时，晶圆干燥过程也会失败。为此，我们设计了PID控制的半导体加热器，通过闭环红外控制来确保晶圆表面的温度稳定。
关键在于精确的控制
我们采用了响应速度快的红外发射器与高精度的PID控制器相结合的方法，从而将晶圆表面的温度控制在±0.1°C范围内。这样可以确保在软化烘烤和硬化烘烤过程中，晶圆表面的温度始终保持一致，进而实现精确的尺寸控制。该系统适用于1级到100级的洁净室环境，且由于没有暴露在外的热丝，同时也有助于减少对流带来的干扰，因此几乎不会产生颗粒物。此外，控制器还能存储多种工艺参数并记录温度数据，便于后续审计，无需额外处理。
为何这对光刻和干燥过程至关重要
在光刻过程中，需要保持稳定的软化烘烤条件，这样才能调整光阻的粘度并去除其中的溶剂，避免出现表面层分离的现象。而在晶圆干燥过程中，则需要精确控制热量，以便有效去除清洁剂并防止其再次沉积。我们的红外PID控制系统能够快速调整温度，从而缩短处理时间，减少废品率。此外，由于热量是按需产生的，而不是持续不断地释放，因此能耗也会降低，而且系统可以连续运行，几乎不会出现意外停机的情况。
不可或缺的设置步骤
红外加热器需要精确的对齐以及干净的光路，才能保持稳定性。因此，需要安排一定的调试时间，根据实际的负载和热容量来调整PID参数。同时，还需要确保设备的接口与加热器的连接器及控制信号相匹配。一旦完成这些设置，系统就能正常工作了——但这一步骤是不可或缺的。