Bei einer Linienlänge von 300 mm ist die Situation klar: Ein Temperaturabfall von 1 °C während des Trocknungsprozesses des Fotolacks führt dazu, dass die kritischen Abmessungen nicht mehr den Spezifikationen entsprechen. Um das zu vermeiden, haben wir ein Infrarotlamensystem aus Kohlenstofffaser entwickelt. Dabei werden die üblichen Halogen- und Quarzlampen durch Emitter aus Kohlenstofffaser ersetzt, die auf das Nahinfrarotbereich abgestimmt sind. Dadurch wird eine schnelle, gleichmäßige Wärmeabgabe erzielt – ohne Hotspots.
Die thermische Homogenität auf der Wafer-Oberfläche liegt bei ±0,1 °C über der gesamten Trocknungsoberfläche. Zudem bleibt die Reproduzierbarkeit auch nach Tausenden von Prozesszyklen innerhalb dieses Bereichs. Die Reaktionszeit beträgt weniger als eine Sekunde – dadurch kann man den Trocknungsprozess präzise steuern. Die Lampe funktioniert in Reinräumen der Klasse 1–100 ohne Probleme, es gibt keine Partikelbildung. Zudem erfüllt sie die Anforderungen an geringe Gasemissionen, die für moderne Lithografieverfahren notwendig sind. Der Energieverbrauch ist im Vergleich zu Halogenlampen um bis zu 30 % niedriger. Der Emitter hält bei voller Leistungsdichte mindestens 5.000 Stunden lang – mit weniger als 5 % Leistungseinbußen.
Was bedeutet das in der Praxis? Eine bessere Kontrolle der kritischen Abmessungen, weniger Nacharbeitsaufwand sowie konstante Erträge – auch dann, wenn die Struktur der Wafer immer kleiner wird. Man kann dünneren Fotolack verwenden, ohne Bedenken zu haben. Zudem bleibt das Verhalten des Materials über die gesamte Waferfläche hinweg konstant. Dadurch wird verhindert, dass die Temperaturen zwischen den verschiedenen Geräten schwanken. Die Lampe passt sich einfach in die bestehenden Prozessschritte ein – dank standardisierter Schnittstellen und Kalibrierungsverfahren muss man den Prozess nicht neu kalibrieren.
Bei der Installation geht es vor allem darum, die thermische Belastung sowie die Geometrie der Sichtlinie zu berücksichtigen. Die Kohlenstofffaserkomponenten vertragen mechanische Belastungen nicht – daher müssen die Halterungen so konstruiert sein, dass keine Spannungen entstehen und die Komponenten genug Platz zum Ausdehnen haben. Es sollte eine kurze Erprobungsphase geben, um die Emissivität in der jeweiligen Zone zu messen und den PID-Profil entsprechend anzupassen. Wenn alles richtig eingestellt ist, liefert die Lampe die nötige Stabilität – Tag für Tag.