Auf der Fertigungsbühne reicht eine Temperaturschwankung von 2 °C während des Trocknungsprozesses des Fotoresists aus, um viel Arbeit zunichte zu machen. Zertifizierte Infrarot-Trocknungsgeräte beseitigen dieses Risiko, indem sie die Wärme genau dort bereitstellen, wo sie benötigt wird – beim Trocknen der Wafer, beim Weichen und Harttrocknen des Fotoresists, bei der Aushärtung des Unterfüllmaterials sowie bei der Reinigung. Dabei muss die Temperatur stets im gewünschten Bereich bleiben.
Was technisch wichtig ist
Diese Geräte nutzen nahe-infrarote Strahlung, wodurch eine schnelle und gleichmäßige Erwärmung möglich ist. Dadurch wird eine Temperaturhomogenität auf Waferebene von ±0,1 °C erreicht – das ermöglicht eine exakte Kontrolle über die Eigenschaften des Fotoresists und verhindert damit Probleme bei der Produktion. Die Geräte sind von Anfang an für Reinräume der Klassen 1–100 konzipiert: Sie verwenden Materialien mit geringer Gasemission, versiegelte Quarz/Halogen-Komponenten sowie Systeme zur Filterung von Partikeln. Keine Partikelbildung ist dabei kein bloßes Ziel – es handelt sich dabei um eine notwendige Anforderung des Designs. Das System kann 24/7 betrieben werden, mit hoher Zuverlässigkeit. Die Leistung bleibt über Tausende von Stunden stabil – dadurch entstehen keine unplanmäßigen Stillstände.
Warum das in der Praxis funktioniert
In der Lithografie benötigt man einen Weichtrocknungsprozess, bei dem die Viskosität und Haftung des Fotoresists kontrolliert werden können. Danach folgt ein Harttrocknungsprozess, bei dem Lösungsmittel entfernt werden, ohne dass der Resist beschädigt wird. Bei der Verpackung müssen die Unterfüllmaterialien und Kapselungsmaterialien schnell ausgehärtet werden, ohne dass die Konstruktion verformt wird. Bei der Reinigung und Trocknung darf es keinerlei restliche Feuchtigkeit geben.
Unsere NIR-Geräte verkürzen die Prozesszeit, während gleichzeitig die Temperatur im gewünschten Bereich bleibt. Der Energieverbrauch sinkt, da die Wärme nur dann bereitgestellt wird, wenn sie benötigt wird – nicht durch unnötige Wärmeabstrahlung. Zudem sorgt die Wiederholbarkeit dafür, dass keine Nacharbeiten nötig sind.
Was man berücksichtigen muss
Die NIR-Therapie funktioniert nur in direkter Sichtlinie. Die Geometrie des Substrats, seine Reflektivität und Absorptivität beeinflussen, wie viel Energie absorbiert wird. Deshalb muss die Leistung der Lampen entsprechend angepasst werden, ebenso wie das Spektrum. Man kann mit einer etwas größeren Fläche rechnen als bei herkömmlichen Heizplatten, damit die ganze Waferoberfläche abgedeckt werden kann. Zudem muss eine geeignete elektrische und thermische Integration in den Reinraum berücksichtigt werden.
Sobald das System richtig eingestellt ist, ist das Prozessfenster sehr eng – und das ist genau das Ziel.