في ورشة الطباعة بالليثوغرافيا، يُعد خطأ درجة الحرارة في جهاز PEB سببًا رئيسيًا لحدوث انحرافات في أبعاد القرص الضوئي. فانخفاض درجة الحرارة بمقدار 1 درجة مئوية على سطح الرقاقة كافٍ لجعل مستوى التركيز في المادة الحساسة للضوء غير مطابق للمعايير المطلوبة، مما يؤدي إلى هدر ساعات من العمل. لذلك، قمنا بتصميم أجهزة التسخين المستخدمة في خطوة PEB للحفاظ على درجة الحرارة ضمن النطاق المطلوب، في كل دفعة من الإنتاج.
ما الذي يهم حقًا؟ نستخدم عناصر تسخين من نوع الأشعة تحت الحمراء قصيرة الموجة خلف نافذة من الكوارتز، لتحقيق تسخين سريع ومباشر، مع استجابة في غضون ثوانٍ. تظل درجة الحرارة على سطح الرقاقة ثابتة ضمن نطاق ±0.1 درجة مئوية، كما أن قدرة تكرار العملية تكون في مستوى المللي ثوانٍ، بحيث يتم الحفاظ على نفس المستوى الحراري في كل دفعة من الإنتاج. يمكن استخدام هذا الجهاز في بيئات نظيفة من الدرجة 1 إلى 100، حيث أن المواد المستخدمة فيه قليلة الانبعاثات، كما أن مسار الجسيمات يتم التحكم فيه بدقة. عدم تكون أي جسيمات أثناء عملية التسخين أمر مؤكد، وذلك بفضل أجهزة المراقبة الموجودة عند واجهة الجهاز.
لماذا يهم ذلك في عملية معالجة المواد الحساسة للضوء؟ تأتي خطوة PEB بعد عملية التعرض للضوء وقبل عملية التطوير. في هذه المرحلة، يتم إنهاء عملية التكبير الكيميائي ويتم تحديد عرض الخطوط على الرقاقة. يساعد جهاز التسخين في الحفاظ على استقرار هذه المرحلة، مما يقلل من الانحرافات في أبعاد القرص الضوئي والحاجة إلى إعادة العمل. كما يمكن استخدام نفس الجهاز لعمليات التسخين الخفيفة والشديدة، مع إمكانية تعديل معدلات التسخين لتقليل وقت العملية دون التأثير على دقة التحكم في درجة الحرارة. وبما أن الأشعة تحت الحمراء قصيرة الموجة تسخن الرقاقة مباشرة، فإن استهلاك الطاقة يقل.
بعض الملاحظات العملية: يتطلب التركيب مطابقة حجم الغرفة مع واجهة الجهاز. قبل البدء في التركيب، يجب التأكد من مواصفات الجهاز الميكانيكية وخطوط التبريد والتوصيلات الكهربائية. توفر الأشعة تحت الحمراء قصيرة الموجة استجابة سريعة، لكن يجب الحفاظ على دقة التوجيه الضوئي ونظافة النافذة للحفاظ على استقرار درجة الحرارة. يجب أيضًا تنظيم فحوصات النافذة واستبدال اللمبات بشكل دوري، للحفاظ على استقرار درجة الحرارة خلال فترات الإنتاج الطويلة.