In der Fertigungshalle ist das Fotoleitmittel empfindlich gegenüber Temperaturveränderungen. Eine Abweichung von 1°C während des Weichbrennvorgangs oder des Hartbrennvorgangs kann dazu führen, dass die kritischen Abmessungen des Fotoleitmittels nicht mehr eingehalten werden können. Zudem leidet auch die Selektivität beim Ätzen. Wenn man die Infrarotheizung wie eine gewöhnliche Heizquelle behandelt, läuft man auf Probleme zu – tatsächlich ist es die Stabilität der Lampenspannung, die für eine gleichmäßige Temperaturverteilung auf der Waferoberfläche sorgt.
Was wirklich wichtig ist: Wir legen fest, welche Spannungsregelung in der Infrarotheizung verwendet wird, damit die Lampenleistung konstant bleibt – auch dann, wenn die Netzspannung schwankt. Dadurch bleibt die Temperatur der Waferoberfläche innerhalb von ±0,1°C. Das Ergebnis sind wiederholbare Prozessabläufe beim Weich- und Hartbrennen, wobei die Entfernung des Lösungsmittels aus dem Fotoleitmittel genau dort stattfindet, wo es sein sollte. Ein Reinraumstandard von Klasse 1–100 wird erreicht, indem man dafür sorgt, dass die Materialien wenig Gase abgeben und die Architektur des Systems so gestaltet wird, dass keine Partikel zurück auf die Wafer oder in die Beschichtungszone gelangen.
Warum das in der Lithografie wichtig ist: Der thermische Aufwand ist nicht verhandelbar. Eine stabile Infrarotleistung sorgt dafür, dass der Fluss des Fotoleitmittels konstant bleibt und die Integrität der Ätzmaske erhalten bleibt. Dadurch werden weniger Nacharbeiten nötig, und die Prozesse sind reproduzierbarer. Zudem verbessert sich die Ausbeute, da die Temperatur nicht mehr ein Problem darstellt. Der Energieverbrauch sinkt, da die Spannungsregelung Überlastungen verhindert und den Betriebszyklus stabilisiert. Zudem reduzieren sich die Ausfälle, da die mit der Temperatur verbundenen Alarme bei kleinen Schwankungen nicht mehr ausgelöst werden.
Was man richtig machen muss: Die Spannungsregelung funktioniert mit herkömmlichen Quarz-Halogen-Quellen sowie Infrarotquellen mit kurzer/mittelalter Wellenlänge. Dennoch muss man darauf achten, dass die Geometrie der Lampe sowie die thermische Masse am jeweiligen Ort optimal abgestimmt sind. Die Installation erfordert eine enge Integration mit der Verkabelung des Brennmoduls sowie mit dem thermischen Rückkopplungssystem. Nach der Installation muss der PID-Zyklus neu justiert werden, damit die gewünschte Genauigkeit von ±0,1°C erreicht wird. Es sollten außerdem kurze Qualifizierungsprozesse durchgeführt werden, um das optimale Profil für das Fotoleitmittel zu finden.