In der Produktion ist das Backen des Fotolacks keineswegs ein Prozess, bei dem man es sich gemütlich machen kann. Eine Schwankung von ±1,5 °C kann dazu führen, dass die kritischen Abmessungen verändert werden – und dadurch werden die vorgegebenen Toleranzen überschritten. Der Lampenschutz dient dazu, diese thermischen Bedingungen zu kontrollieren: Er befindet sich zwischen der Energiequelle und der Wafer und sorgt dafür, dass die Wärme gleichmäßig verteilt wird – oder verhindert zumindest, dass Unregelmäßigkeiten entstehen.
Was technisch wichtig ist
Wir bauen die Quarzglasabdeckungen für die Lampen unter Berücksichtigung zweier wichtiger Faktoren: Temperaturgleichmäßigkeit und Kontrolle von Teilchen. Die Zusammensetzung des Quarzes gewährleistet eine hohe Transmissionsrate bei kurzwelligem und mittelwelligem Infrarotlicht – dadurch passt das Wärmeprofil zur Absorptionskurve des Fotolacks. Die Geometrie der Abdeckung wird so gestaltet, dass eine stabile Isotherme über die gesamte Fläche der Wafer aufrechterhalten wird – mit einer Toleranz von ±0,1 °C pro Zyklus.
In einer Reinraumklasse 1–100 werden die Verbindungsstellen abgedichtet und die Oberflächen poliert, um mikroskopische Unebenheiten zu vermeiden. Dadurch entstehen während der Backvorgänge keine Teilchen. Das Ergebnis sind wiederholbare Ergebnisse bei den Backvorgängen.
Warum das in der Produktion funktioniert
Man nutzt Lithografie-, Tracking- und Backgeräte 24/7. Wenn der Schutz die thermischen Bedingungen konstant hält, muss man sich nicht mehr mit Abweichungen im CD-Wert beschäftigen. Die Prozesswiederholbarkeit verbessert sich, die Anzahl der Nacharbeiten sinkt – und der Produktionsprozess entwickelt einen vorhersehbaren Rhythmus.
Der Schutz schützt außerdem die Lampen und Optiken vor Nebenprodukten des Prozesses. Dadurch verlängern sich die Wartungsintervalle und es kommt weniger zu unplanmäßigen Stillständen. Im Prinzip bedeutet das weniger Lampenaustausche, weniger verschwendete Energie sowie Wartungszeiten, die man planen kann.
Was bei der Installation beachtet werden muss
Die Toleranzen sind sehr gering. Der Schutz muss exakt auf der Brennweite der Lampe sowie auf der Geometrie der Backkammer ausgerichtet sein. Schon eine Verschiebung von 0,5 mm kann zu Ungleichmäßigkeiten führen. Es müssen daher die richtigen Abmessungen sowie die Kompatibilität der Anschlüsse berücksichtigt werden. Zudem sollte ein Plan zur Überprüfung der Befestigungsteile erstellt werden, damit die thermische Wiederholbarkeit über die Zeit erhalten bleibt.