Auf der Fertigungsfläche gilt: Schon eine Abweichung von nur einem halben Grad im Temperaturbereich reicht aus, um die kritischen Parameter zu verändern. Wenn man auf eine längere Erwärmungszeit setzt, entstehen Probleme mit der gleichmäßigen Verteilung der Wärme. Eine schnelle Reaktion auf Temperaturänderungen ist daher nicht nur wünschenswert – sie ist sogar eine Notwendigkeit.
Wir haben Infrarotheizgeräte mit schneller Reaktionszeit entwickelt, die genau in diese Anforderungen passen. Sie liefern konstante Wärme, auch dann, wenn Wafer, Photoresist und andere Komponenten keine Zeit zum Warten haben.
Das Kernstück dieser Geräte ist ein Kurzwellen-Infrarotstrahler: er besteht aus Halogenen und ist in einer Quarzkapsel untergebracht. Dadurch wird eine schnelle Erwärmung erreicht. Die Temperatur erreicht bereits nach Sekunden ihr Zielwert, nicht erst nach Minuten. Dadurch bleibt die Temperatur innerhalb der vorgeschriebenen Grenzen – mit einer Abweichung von maximal ±0,1 °C. Die Leistung bleibt außerdem über 5.000 Stunden hinweg stabil, mit weniger als 5 % Leistungsabfall. Zudem sorgt das Design dafür, dass es keine Partikel gibt, die eine saubere Umgebung zerstören könnten.
In Lithografieanlagen bedeutet das eine bessere Kontrolle über die Temperatur während des Erwärmungsprozesses. Dadurch werden weniger Nacharbeitsgänge erforderlich, und die Genauigkeit der Linienbreite bleibt konstant. Schnellere Erwärmungsgeschwindigkeiten verkürzen die Bearbeitungszeit, ohne die Qualität des Prozesses zu beeinträchtigen. Der Energieverbrauch sinkt, da die Wärme nur dann abgegeben wird, wenn sie benötigt wird – anstatt die Geräte die ganze Zeit über auf hoher Temperatur zu halten.
Die Heizgeräte können einfach in Standardhalterungen eingebaut werden. Ihr Spektrum entspricht dem, was die gängigen Photoresistschichten absorbieren – dadurch wird der thermische Stress verringert und das Risiko von Rückständen gesenkt.
Die Installation ist einfach, doch die Ausrichtung ist entscheidend. Man muss die Brennweite sowie die Geometrie des Reflektors überprüfen. Wenn diese nicht korrekt sind, leidet die Gleichmäßigkeitsqualität und die Lebensdauer der Lampe wird verringert. Man sollte mit hohen Oberflächentemperaturen rechnen – daher sind geeignete Schutzmaßnahmen notwendig. Der Treiber muss zur Impedanz der Lampe passen, und ein sanfter Startschutz schützt den Glühfaden.
Man sollte die Lampe wie einen kalibrierten thermischen Aktuator behandeln – dann bleibt der Erwärmungsprozess immer innerhalb der vorgeschriebenen Grenzen.