در کارخانههای تولید ویفرها، تغییر دما به میزان ۰.۱ درجه سانتیگراد میتواند باعث تغییر ابعاد حیاتی ویفر شود؛ این امر منجر به افزایش تعداد ذرات موجود در ویفر میشود. اجاقهای معمولی و فرهای حرارتی، در فرآیندهای پخت نرم و سخت، قادر به حفظ یکنواختی حرارتی نیستند؛ این امر میتواند باعث مشکلاتی مانند خروج گازهای سمی یا ایجاد مشکلات در لایههای محافظ ویفر شود. دقیقاً به همین دلیل است که خشککن ویفرهای نور مادون قرمز ساخته شده است؛ تا این مشکلات را برطرف کند.
از نظر فنی، چه چیزهایی اهمیت دارد؟ نور مادون قرمز، ویفر را مستقیماً گرم میکند، نه کل محفظه. این روش باعث ایجاد یکنواختی حرارتی در سطح ویفر در محدوده ±۰.۱ درجه سانتیگراد در طول ۳۰۰ میلیمتر میشود؛ همچنین، پاسخ سیستم در کمتر از چند ثانیه است و کنترل حرارتی نیز دقیقتر است. پروفیلهای لایههای محافظ ویفر نیز در هر بار تولید، یکسان باقی میمانند؛ حتی زمانی که حجم بستههای تولیدی تغییر کند. این سیستم برای محیطهای تمیز کلاس ۱ تا ۱۰۰ طراحی شده است؛ در این محیطها، هیچ ذرهای در نقطه تماس ایجاد نمیشود و مسیر خروج گازهای سمی نیز باعث جلوگیری از ورود آنها به منطقه فرآیند میشود. قابلیت اطمینان این سیستم، در میزان زمان کار بدون توقفات غیرمنتظره اندازهگیری میشود؛ همچنین، عمر گرمکنها نیز به حدی است که نیاز به تعویض آنها بسیار کمتر از چرخههای فصلی معمول است.
چرا این روش در فرآیندهای لیتوگرافی مؤثر است؟ برای خارج کردن مواد حلال از ویفر، نیاز به پخت نرم یکنواخت داریم؛ همچنین، برای تثبیت لایههای محافظ ویفر، نیاز به پخت سخت قابل پیشبینی داریم. نور مادون قرمز، این یکنواختی را فراهم میکند؛ دمای ویفر به سرعت تثبیت میشود، زمان فرآیند کوتاهتر میشود و مصرف انرژی نیز کمتر میشود. نتیجه این امر، کنترل بهتر فرآیند تولید است؛ کمترین تعداد تولیدات باکیفیت، کنترل دقیقتر ابعاد ویفر، و کاهش مواد باکیفیت ناشی از عدم یکنواختی حرارتی. این روش برای نواحی پیشرفته لیتوگرافی نیز مناسب است؛ زیرا در این نواحی، تفاوتهای حرارتی بسیار کم هستند و هر درجه دما اهمیت زیادی دارد.
چند نکته عملی قبل از انتخاب این سیستم: نور مادون قرمز نیاز به خط دید مستقیم به ویفر و مسیر بازتاب کنترلشده دارد؛ بنابراین، در طراحی سیستم، باید به شکل واقعی ویفر توجه کرد؛ بهویژه در مورد ساختارهای چندلایه که میتوانند مانع پرتو نور شوند. همچنین، نیاز به برق پاک با تغییرات کنترلشده در ولتاژ وجود دارد تا پایداری طیفی حفظ شود. وقتی که این شرایط برقرار شد، خشککن به عنوان یک مرحله حرارتی قابل اعتماد عمل خواهد کرد. اما باید طراحی اولیه را درست انجام داد؛ چرا که نمیتوان این مرحله را نادیده گرفت.