In der Fertigungshalle führt eine Temperaturschwankung während des Trocknens oder Backens nicht nur zu Schwankungen auf dem Diagramm – sie hat auch Auswirkungen auf die Qualität des Endprodukts. Eine Abweichung von 1 °C führt bereits zu Abweichungen der kritischen Dimensionen in Höhe von Nanometern. Zudem können schmutzige Heizelemente Partikel freisetzen, die dazu führen können, dass viele Produkte beschädigt werden. Wir haben daher einen PID-gesteuerten Halbleiterheizer entwickelt, um diese Schwankungen schon bei ihrer Entstehung zu verhindern.
Was technisch wichtig ist: Wir kombinieren einen Kurzwellen-Infrarotstrahler mit einem PID-Regler, damit die Temperatur innerhalb von ±0,1 °C gehalten werden kann. Die Gleichmäßigkeit der Temperatur auf der Waferoberfläche liegt bei besser als ±0,5 °C – dadurch erhält die gesamte Photoresistschicht dieselbe Wärmemenge. Die Reaktionszeit beträgt weniger als 300 ms, was dazu beiträgt, dass die Prozesse präzise gesteuert werden können. Das Quarzfenster sowie das für Reinräume geeignete Gehäuse sind für Klasse 1–100 geeignet. Zudem wird bei Betriebstemperatur keine Partikel freigesetzt. Über einen Zeitraum von 24 Stunden bleibt die Genauigkeit bei ≤0,2 °C – das reicht aus, um die Eigenschaften des Photoresists unter Kontrolle zu halten.
So funktioniert das im Prozess: Bei der Trocknung der Wafer sorgt der schnelle, gleichmäßige Infrarotstrahl dafür, dass die Oberflächenfeuchtigkeit entfernt wird, ohne dass das Substrat beschädigt wird. Dadurch werden Defekte durch Oberflächenspannung vermieden. In der Lithografie ermöglicht dieselbe Anlage sowohl ein sanftes als auch ein intensives Backen mit wiederholbaren Ergebnissen – genau das, was man für eine konstante Dicke des Photoresists sowie für eine gute Haftung und Ätzwirksamkeit benötigt.
Der PID-Regler kompensiert Schwankungen durch verschiedene Faktoren wie Veränderungen in der Produktion oder Umwelteinflüsse. So sieht es auch um 3 Uhr morgens genauso aus wie um 3 Uhr nachmittags. Zudem sinkt der Energieverbrauch – denn der Infrarotstrahler heizt nur das Zielobjekt, nicht den ganzen Rahmen.
Ein paar praktische Hinweise: Bei der Montage kommt es auf die Emissivität sowie den Sichtfaktor an. Dunkle Beschichtungen oder Schutzbarrieren können lokale Hotspots erzeugen. Deshalb liefern wir eine Kalibrierungskarte mit und empfehlen Ihnen, die Geräte mit einem Thermoprofiliergerät auf Ihren jeweiligen Chuck zu überprüfen. Der Heizer arbeitet mit einer Standardspannung von 24 V sowie mit Eingangsspannungen von 110–240 V. Die PID-Einstellungen hängen jedoch von der Anwendung ab. Planen Sie einen kurzen Testbetrieb, um die Überschreitungsgrenzen sowie die Zeit bis zur Stabilisierung der Temperatur festzulegen.