In einem Reinraum der Klasse 1 wird die 300-mm-Wafer auf die Heplatte gelegt. Die Eigenschaften des Photoresists werden durch die Temperatur bestimmt – und nicht durch willkürliche Annahmen. Eine Abweichung von 2°C an der Oberfläche kann dazu führen, dass die Schichten auf der Waferoberfläche verformt werden – mit dem Ergebnis, dass die Arbeit eines ganzen Wochenendes zunichte gemacht wird. Deshalb haben wir einen Infrarotheizer in die Vakuumkammer eingebaut, um diese Unsicherheiten auszuschließen.
Was wirklich wichtig ist
Der Heizer verwendet Kurzwellenquarzemitter zur Erzeugung direkter Strahlungswärme – mit einer Reaktionszeit von Millisekunden. In der aktiven Zone bleibt die Homogenität der Temperaturen bei ±0,1°C, und die Wiederholgenauigkeit zwischen den einzelnen Prozessschritten liegt bei 0,05°C. Der Körper der Vakuumkammer besteht aus elektropoliertem 316L-Stahl; dadurch wird das Austreten von Gasen reduziert. Die Vakuumkammer ist außerdem für ein Vakuum von bis zu 10^-6 mbar geeignet. Durch die konstruktiven Merkmale, die für Reinräume geeignet sind, bleibt die Teilchengenerierung auf Null – selbst nach 5.000 Stunden Betrieb bei 250°C. Integrierte Pyrometrie-Systeme sowie eine geschlossene Regelung sorgen dafür, dass die gewünschten Temperaturen beibehalten werden.
Warum das bei der Verarbeitung von Photoresist funktioniert
Der thermische Bedarf ist sehr gering. Der Heizer liefert präzise Temperaturen für den weichen und harten Trocknungsprozess – dadurch bleiben die kritischen Abmessungen stabil und es kommt weniger zu Nacharbeiten. Die schnelle Temperaturerhöhung verkürzt die Prozesszeit, während die geringe thermische Masse den Energieverbrauch senkt. Dadurch erhält man eine konstante Produktqualität – sowohl bei 200-mm- als auch bei 300-mm-Wafern. Es fallen weniger Ausschusswaren an, es müssen weniger Nacharbeiten durchgeführt werden, und die Wartungsarbeiten können besser geplant werden.
Was man beachten muss
Bei der Installation muss man darauf achten, dass die Geometrie der Vakuumkammer sowie die Emittivität des Heizers zusammenpassen. Anschließend muss der Heizer auf die spezifischen thermischen Anforderungen abgestimmt werden. Man sollte mit einer kurzen Einstellphase rechnen, um die Position des Pyrometers sowie die Steigraten einzustellen. Sobald alles eingestellt ist, funktioniert das System zuverlässig. Dennoch sollten alle vier Monate die Emittoren überprüft und jährlich neu kalibriert werden, damit die gewünschte Homogenität von ±0,1°C erhalten bleibt.