Auf der Fertigungsfläche gilt folgendes Prinzip: Eine Abweichung von 0,5 °C in der Backtemperatur verändert das Profil des Photoresists – und eine einzige Störpartikel kann dazu führen, dass ein Chip unbrauchbar wird. In dieser Welt kommen Mittelwellenquarzheizrohre zum Einsatz. Die thermische Steuerung ist hier keine Einstellung – sie ist vielmehr ein integraler Bestandteil des Prozesses.
Was wirklich wichtig ist Mittelwellenquarze strahlen im Bereich von 2,5–4 μm aus. Dadurch kann die Wärme effektiv in den Photoresist sowie in dünne Wasserschichten übertragen werden, ohne dass der Substrat zu stark belastet wird. Dadurch ergibt sich eine schnelle, kontrollierte Erwärmung mit geringer thermischer Trägheit. Über die gesamte Länge des Heizrohres bleibt die Temperatur auf dem Wafer bei ±0,1 °C konstant – und die Reproduzierbarkeit bleibt dabei über alle Chargen hinweg gleich. Die Bauweise, die für Reinräume geeignet ist, sorgt dafür, dass es kaum Störpartikel gibt – was in Umgebungen der Klassen 1–100 sehr wichtig ist. Die Leistung bleibt auch nach mehr als 5.000 Stunden stabil, wobei es nur minimale Abfälle in der Leistung gibt.
Warum das bei uns funktioniert Beim Trocknen der Wafer entfernt die Mittelwellenenergie die Oberflächenfeuchtigkeit schnell und gleichmäßig – dadurch entstehen keine Probleme bei der Lithografie. Bei der Vorbereitung des Photoresists hält das Heizrohr die Temperatur über die ganze Fläche des Wafer gleichmäßig, sodass die Entfernung der Lösungsmittel konstant bleibt. Das ist wichtig für die Kontrolle der Linienbreite sowie des Profils der Seitenwände.
D dieselbe Stabilität gilt auch für den tatsächlichen Backvorgang sowie die Aushärtung des Materials. Dadurch werden weniger Nacharbeiten nötig – und die Ausbeute verbessert sich. Zudem wird der Energieverbrauch reduziert, da die Reaktion sofort erfolgt und die Dauer der Erwärmung kurz ist. Unplante Stillstände werden vermieden, da das Heizrohr zu jeder Zeit zuverlässig funktioniert.
Was man beachten muss Die Befestigung des Heizrohres ist wichtig. Der Quarzkörper sollte etwas von Reflektoren und Schutzschalen entfernt sein, um Hotspots und Spannungsrisse zu vermeiden. Das Heizrohr muss mit dem richtigen Typ an Thermoelementen an den PLC angeschlossen werden – außerdem muss sichergestellt werden, dass die Stromversorgung den Ansturmstrom beim Starten bewältigen kann.
Man muss auch mit einer thermischen Rückbildung nach Beendigung des Prozesses rechnen. Das Heizrohr kühlt zwar schnell ab, doch der Wafer kann weiterhin Wärme speichern – dadurch kann der nächste Backvorgang beeinträchtigt werden, wenn die Sequenz nicht richtig gesteuert wird.