In der 300-mm-Linie ist die Trocknung des Fotoresists der Punkt, an dem entweder das verfügbare Wärmebudget sinnvoll genutzt wird – oder es verschwendet wird. Eine schlechte Temperaturhomogenität zeigt sich schnell als Varianz der Linienbreite über die gesamte Waferfläche. Wenn außerdem Ausgasungen oder Partikelbildung den Prozess beeinträchtigen, muss alles neu durchgeführt werden. Man braucht also eine Wärmequelle, die die Temperatur bei jeder Belichtung konstant hält – ohne dass man mit den Anforderungen des Reinraums kämpfen muss.
Was wirklich wichtig ist
Wir verwenden Infrarotlampen mit Molybdänhalterungen – hochemittierende Molybdändrahten in einem Quarzgehäuse, das auf kurzwelliges Infrarot abgestimmt ist. Das Spektrum dieser Lampen entspricht der Absorptionseigenschaft des Fotoresists. Dadurch kann der Lösungsmittelabtrag schnell erfolgen, während die Oberfläche des Substrats stabil bleibt.
In der Trocknungszone bleibt die Temperaturhomogenität innerhalb von ±0,1 °C – die Wiederholbarkeit ist sogar besser, nämlich unter ±0,2 °C von Belichtung zu Belichtung. Die Molybdänhalterung sorgt dafür, dass die Geometrie der Lampe auch unter thermischer Belastung erhalten bleibt – es entstehen keine Hotspots oder kalten Stellen. Die Leistung der Lampe bleibt über 5.000 Stunden hinweg stabil, mit einer Intensitätsvariation von weniger als 5 %. Der Lampenkörper ist für den Einsatz in Reinräumen der Klassen 1–100 geeignet und erzeugt im Betrieb keinerlei Partikel.
Warum das in der Lithografie wichtig ist
Sowohl die sanfte als auch die starke Trocknung spielen eine wichtige Rolle bei der Bestimmung der kritischen Abmessungen. Mit dieser Lampe wird die Zieltemperatur schneller erreicht, sie bleibt konstant – und die Variabilität bezüglich der Rückstände des Lösungsmittels wird reduziert. Dadurch wird eine bessere Kontrolle der Abmessungen ermöglicht, es gibt weniger fehlerhafte Belichtungen und weniger Ausschuss. Der Energieverbrauch sinkt, da die Reaktion sofort stattfindet und die Verweildauer kürzer ist. Zudem verbessert sich die Zuverlässigkeit – es gibt weniger unplanmäßige Stillstände infolge von Lampenwechseln. So kann das Prozessfenster erweitert werden, ohne dass die Prozessparameter geändert werden müssen.
Ein paar praktische Hinweise
Bei der Installation sind vor allem die Polarität sowie der Kühlfluss wichtig. Wenn diese nicht korrekt eingestellt sind, verringert sich die Lebensdauer der Lampe und die Temperaturhomogenität verschlechtert sich. Die Lampe funktioniert mit standardmäßigen 24-V-Steuerungssignalen sowie gängigen OEM-Schnittstellen. Dennoch muss bei der ersten Einrichtung die Ausrichtung des Reflektors überprüft werden.
Es ist außerdem ein Aufwärmzeitraum notwendig, bis das Gleichgewicht erreicht ist. Nach einem Lampenwechsel muss die Trocknungsbox neu kalibriert werden, damit die Temperaturhomogenität weiterhin bei ±0,1 °C bleibt.