Im Bereich der Lithografie ist eine Abweichung vonhalb eines Halbwinkels während des Trocknungsprozesses des Fotoleims kein unbedeutender Fehler. Diese Abweichung zeigt sich in schlechteren Ergebnissen bei den elektrischen Tests sowie in einem Anstieg der Partikelzahl – was wiederum zu zusätzlichen Bearbeitungsschritten führt. Die IR-Heizung muss nicht nur eine bestimmte Temperatur erreichen, sondern auch eine stabile, wiederholbare Wärmeabgabe über die gesamte Waferoberfläche gewährleisten – ohne dabei Kontaminationen zu verursachen.
Was wirklich zählt
Wir haben das IR-Heizsystem für Wafer so konzipiert, dass es Kurzwellen-Infrarotstrahler verwendet, die in einem Quarzmodul untergebracht sind. Dadurch wird eine schnelle Reaktion sowie eine präzise Temperaturregulierung ermöglicht. Auf einer 300-mm-Waferoberfläche halten wir die Temperaturkonstanz bei ±0,1 °C – die Wiederholgenauigkeit zwischen den einzelnen Prozessschritten liegt bei einigen Milligraden. Der Aufarbeitungsraum ist für Reinräume der Klassen 1 bis 100 geeignet; dabei werden Materialien mit geringer Gasemission verwendet sowie ein Partikelkontrollierter Luftstrom eingesetzt, um die Partikelzahl möglichst niedrig zu halten. Eine vollständige Partikelfreiheit ist kein Ziel an sich – sie hängt vielmehr vom Oberflächenfinish, den verwendeten Dichtungsmaterialien sowie von der Strategie zur Ableitung der Abgase ab, damit die Nebenprodukte des Fotoleims nicht erneut auf der Waferoberfläche abgelagert werden.
Im Prozess der Fotoleimverarbeitung sorgt die sanfte Trocknung dafür, dass Lösungsmittel entfernt werden und der Film keine Spannungen aufweist. Die intensive Trocknung hingegen bereitet den Film auf das Ätzen vor. Wenn die IR-Heizung schnell und konstant arbeitet, kann die Durchlaufzeit verkürzt werden, ohne dass die Kontrolle über die Eigenschaften des Films beeinträchtigt wird.
Eine genauere Temperaturregulierung bedeutet weniger Nachbearbeitungen, konsistentere Ergebnisse sowie weniger Energieverschwendung durch Überhitzung oder Abkühlzeiten. Das System kann 24/7 betrieben werden, wobei regelmäßige Wartungsarbeiten erforderlich sind. Dadurch werden ungeplante Stillstände reduziert und der Produktionsablauf bleibt stabil.
Die hochpräzise IR-Heizung ist empfindlich gegenüber Unterschieden in der Emissivität von Filmen und Substraten. Es ist daher notwendig, die Leistung der Lampen sowie die Zeitintervalle für die Heizung je nach Substrat anzupassen. Zudem muss die Ausrichtung der Komponenten im Vergleich zu den Beschichtungsanlagen geprüft werden.
Die initialen Anpassungen dauern zwar Zeit – doch sobald die Parameter festgelegt sind, bleibt der Prozess innerhalb der Spezifikationen, da regelmäßig die Leistung der Lampen sowie die Temperatur kalibriert werden.