На линии производства температурные колебания стола АФМ проявляются в виде шумов при измерениях. Достаточно лишь небольших колебаний температуры в полградуса, чтобы нарушить точность определения положения краев поверхности, исказить профили фотополимера и вынудить провести повторную обработку партии изделий. Мы разработали нагреватель для АФМ, который позволяет поддерживать температуру зонда и образца на заданном уровне, без необходимости постоянного корректирования параметров системы.
Что имеет значение внутри устройства
Мы сосредоточились на быстрой и стабильной работе устройства, а также на высокой степени однородности температуры. Устройство использует коротковолновый инфракрасный свет; кварцевое окно обеспечивает чистую передачу света. Устройство способно выдавать мощность 150 Вт при компактных размерах. Это замкнутая система, в которой датчик контролирует температуру в зоне измерений с точностью до ±0,1°C. Корпус устройства соответствует стандартам чистых комнат класса 1–100; используются материалы с низким уровнем выбросов газов, а поверхность не создает помех для циклирования частиц. После циклов нагрева/охлаждения точность поддержания температуры составляет ±0,05°C, что обеспечивает стабильность параметров при производстве различных партий изделий.
Это устройство эффективно используется в литографии и метрологии фотополимеров: нагреватель стабилизирует температуру пластинки перед сканированием, тем самым исключая изменения ширины линий из-за температурных колебаний. В процессе упаковки это устройство позволяет получать точные данные о температуре в зонах заполнения пространства между компонентами, без риска повреждения тонких структур. Это снижает количество неудачных попыток производства, уменьшает количество бракованных изделий и обеспечивает стабильность температурных параметров. Также снижается потребление энергии — быстрое достижение нужной температуры и низкое потребление энергии в режиме ожидания позволяют сохранять стабильную температуру в камере.
Установка устройства проста, но для правильной работы необходима плоская и чистая поверхность стола; даже небольшой зазор воздуха может нарушить однородность температуры. Устройство работает с большинством платформ АФМ, однако для интеграции с устаревшими контроллерами может потребоваться соответствующий разъем и таблица калибровки. Необходимо провести краткую процедуру калибровки, чтобы определить зависимость температуры стола от данных датчиков камеры, после чего можно закрепить полученные параметры.