Im Bereich der Lithografie werden die Prozesse des Soft-Baking und Hard-Baking nicht einfach als „Temperaturschritte“ betrachtet. Es handelt sich dabei um Faktoren, die direkt den Profil der Fotolithografieverbindung sowie die Homogenität der Kritischen Abmessungen beeinflussen – und letztendlich auch die Ausbeute des Prozesses. Eine Abweichung von 1 °C, eine Stelle mit höherer Temperatur oder Partikel, die von einem defekten Heizer abfallen, können zu Unregelmäßigkeiten im Profil der Fotolithografieverbindung führen. Wir haben unsere Infrarot-Heizer so konstruiert, dass dieses Risiko durch eine präzise Temperaturkontrolle minimiert wird.
Was technisch wichtig ist: Unsere Near-Infrarot-Emittoren heizen schnell und führen die Wärme gleichmäßig auf die Waferoberfläche über – mit einer Genauigkeit von ±0,1 °C. Die Konstruktion enthält kein Quarz und weist außerdem eine geringe Ausgasungsrate auf. Dadurch entstehen weniger molekulare Verunreinigungen und es fallen keine Partikel ab. Dadurch bleibt die Anzahl der Partikel in der Reinraumumgebung bei einem Wert zwischen 1 und 100. Die Wiederholgenauigkeit zwischen den verschiedenen Einstellungen liegt bei ±0,3 °C über 24 Stunden. So bleibt das Profil der Fotolithografieverbindung bei verschiedenen Chargen konstant. Der Heizer kann in standardmäßige Heizplatten eingebaut werden und funktioniert mit den vorhandenen Temperaturfeedback-Schleifen – ohne dass eine erneute Qualifizierung der Anlage notwendig ist.
Warum das in der Praxis funktioniert: Beim Soft-Baking wird die Entfernung des Lösungsmittels kontrolliert und reproduzierbar gesteuert – dadurch entstehen weniger Restspannungen und die Haftung der Schicht verbessert sich. Beim Hard-Baking wird die Wärme genau dosiert, wodurch Defekte vermieden werden und saubere Etch- und Implantationsprozesse gewährleistet sind. Die schnelle thermische Reaktion verkürzt die Zykluszeit, ohne dass es zu Überschreitungen kommt. Zudem reduziert das geringe Gewicht des Heizers den Energieverbrauch während des Startvorgangs und in Ruhezeiten. Das Ergebnis sind stabile Prozessbedingungen, weniger Rückarbeiten und planbare Wartungsintervalle.
Ein paar Dinge, auf die man achten muss: Bei Infrarot-Heizern ist besonders auf die Ausrichtung sowie auf Unterschiede in der Emittivität der verschiedenen Komponenten zu achten. Bei der Installation muss die Position des Temperatursensors kalibriert werden und es muss geprüft werden, ob das Infrarotfenster sauber ist – sonst kann die Genauigkeit der Temperaturkontrolle beeinträchtigt werden. Nach dem Austausch sollte das Heizeprofil erneut überprüft werden, indem man dazu einen kalibrierten Thermoelement-Wafer oder einen ähnlichen Temperaturmonitor verwendet.