Auch eine leichte Temperaturänderung von 0,3 °C während des Weichbrennvorgangs verändert das Profil des Photoresists. Das zeigt sich unmittelbar im Anschluss in Form von Fehlern bei der Lithografie, erhöhten Ausschussraten sowie Verzögerungen im Produktionsprozess. Die Leistung der Lampen zur Aushärtung der Wafer ist keine Theorie – es geht vielmehr um eine präzise Temperaturregelung sowie um die Vermeidung von Staubpartikeln im Prozess.
Was technisch wichtig ist: Wir haben den Reflektor so konstruiert, dass er die Strahlung der NIR-Lampen lenkt – dadurch befindet sich die Wafer in einem homogenen thermischen Feld mit einer Genauigkeit von ±0,1 °C. Dadurch werden Hotspots sowie ungleichmäßige Temperaturen vermieden. Das stabilisiert das thermische Gleichgewicht, das wiederum über den Weich- und Hartbrennvorgang entscheidet.
Für die Materialien und die Oberflächenbeschaffenheit wird darauf geachtet, dass sie eine hohe Reflexion im NIR-Bereich aufweisen und gleichzeitig wenig Gase abgeben. So bleibt die Anzahl der Staubpartikel konstant. Durch das gleiche Design pro Bearbeitungsschritt bleibt das Verhalten des Prozesses vorhersehbar.
Warum das in der Produktion funktioniert: Wichtig ist vor allem die Wiederholgenauigkeit – dieselbe Leistung der Lampe, dieselbe Temperatur der Wafer von Schicht zu Schicht. Dadurch wird eine genauere Kontrolle der kritischen Abmessungen ermöglicht, es entstehen weniger Reworks, und die Ergebnisse bleiben stabil. Der Energieverbrauch sinkt, da der Reflektor die Strahlung an der richtigen Stelle bündelt – anstatt Wärme an unnötige Stellen abzugeben.
Die Zuverlässigkeit ist ebenfalls wichtig: Unsere Geräte arbeiten bereits seit mehr als 5.000 Stunden ohne eine Leistungseinbuße von mehr als 5 %. Es gibt weniger unplanmäßige Ausfälle, und der Aushärtungsprozess kann weiterhin mit dem übrigen Produktionsprozess Schritt halten.
Was man beachten sollte: Die Installations toleranzen sind sehr streng. Die Ausrichtung der Lampen sowie die Position des Reflektors müssen innerhalb der vorgegebenen Toleranzen liegen – sonst wird die Homogenität beeinträchtigt. Der Reflektor ist für ein bestimmtes NIR-Spektrum optimiert; wenn man die Lampentypen wechselt, ohne die Eigenschaften neu zu kalibrieren, ändert sich das thermische Profil.
Man sollte damit rechnen, dass es zunächst eine kurze Anlaufzeit benötigt, bis die Leistung stabil ist. Danach können die Überwachungspunkte eingestellt und die SPC-Grenzwerte festgelegt werden.