Auf der Lithografieebene bedeutet eine Abweichung von 1°C während des Weichbrennvorgangs oder des Härtbrennvorgangs keine theoretische Größe – sie zeigt sich in Veränderungen der Linienbreite, in Unreinheiten auf der Oberfläche sowie in einer Rückgang der Ausbeute. Die thermischen Bedingungen sind ohnehin schon streng geregelt; der Ofen oder die Heizplatte kann es sich einfach nicht leisten, Abweichungen zuzulassen, die dazu führen könnten, dass das Fotolackmaterial außerhalb des optimalen Temperaturbereichs landet.
Was technisch wichtig ist:
Wir haben die Heizlampe des Thermalanalysegeräts so konstruiert, dass sie aus Kurzwellinfrarot-Strahlern besteht, die in einer Quarzkapsel untergebracht sind. Diese Strahler sind so abgestimmt, dass sie mit dem Absorptionsspektrum gängiger Fotolackmaterialien übereinstimmen. Auf der Oberfläche des Wafers bleibt die Homogenität bei ±0,1°C – dadurch bleibt das thermische Profil stets im gewünschten Bereich. Das Gerät kann in Reinräumen der Klassen 1–100 eingesetzt werden, ohne dass es zu erhöhten Partikelzahlen kommt. Zudem wird ein geringer Gasausstoß erzielt, und der Gehäuseaufbau entspricht den Anforderungen von SEMI S2. Die Leistung bleibt über 5.000 Stunden hinweg stabil – mit weniger als 5% Intensitätsabweichung. Dadurch wird jede weitere Bearbeitungsschritt mit derselben thermischen Belastung durchgeführt.
Warum es in der Praxis funktioniert:
In der Praxis stabilisiert diese Lampe den Brennvorgang zwischen dem Auftragen des Fotolacks und der Bestrahlung. Dadurch wird eine konstante Entfernung der Lösungsmittel beim Weichbrennen sowie eine bessere Haftung des Fotolacks beim Härtbrennen erreicht – ohne dass es zu Schäden an den darunterliegenden Schichten kommt. Die höhere Homogenität reduziert außerdem Randfehler sowie Unterschiede zwischen den verschiedenen Wafeln. Dadurch verkürzen sich die Qualifizierungszeiten und es entstehen weniger Ausschusswaren. Die schnelle thermische Reaktion der Lampe reduziert außerdem die Ausstandzeiten zwischen den Chargen. Der effiziente Kurzwellinfrarot-Antrieb senkt zudem den Energieverbrauch pro Wafer im Vergleich zur resistiven Heizung. Die Zuverlässigkeit des Geräts liegt also in der Zuverlässigkeit des gesamten Prozesses: weniger Abweichungen, weniger Alarme, weniger unplanmäßige Stopps.
Was man beachten muss, damit das Gerät weiterhin funktioniert:
Die Lampe ist empfindlich bezüglich der optischen Ausrichtung sowie der Sauberkeit des Reflektors. Deshalb muss die Installation gemäß den vorgegebenen Toleranzen und den Anweisungen für den Umgang in Reinräumen erfolgen. Nach einem Austausch der Lampe ist eine kurze Aufwärmzeit sowie Neujustierung erforderlich, um die gewünschte Homogenität von ±0,1°C beizubehalten. Die Lampe kann mit standardmäßigen Thermalanalysegeräten kombiniert werden – doch vor dem Austausch der Module sollte man unbedingt den Anschlusstyp, die Spannung sowie die thermischen Grenzwerte des eigenen Geräts überprüfen.