Im Produktionsbetrieb ist das thermische Budget keine Empfehlung – es handelt sich dabei um eine Grenze, die unbedingt eingehalten werden muss. Ein paar Grad Unterschied während der Verarbeitung des Photoresists führen dazu, dass die kritischen Abmessungen nach dem Ätzen verändert werden. Dadurch leidet sofort die Produktivität. Deshalb haben wir einen Thermoelement für die Halbleiterheizer entwickelt, um diese Unsicherheiten in jedem Trocknungsprozess auszuschließen.
Technisch gesehen ist es wichtig, dass das Thermoelement perfekt zur Geometrie des Heizers passt. Dadurch wird eine thermische Homogenität auf Waferniveau von ±0,1 °C erreicht. Der Sensor ist für Reinraumklassen 1–100 geeignet; die verwendeten Materialien sorgen dafür, dass Gasentwicklung und Partikelbildung minimiert werden.
Die Wiederholgenauigkeit ist bereits in der Kalibrierungskurve berücksichtigt. Jeder Trocknungsprozess führt zu demselben thermischen Profil – unabhängig davon, wie oft er durchgeführt wird. Die Reaktionszeit wurde so eingestellt, dass die Temperatur schnell stabilisiert wird, sodass die thermischen Bedingungen während der Lithografieprozesse konstant bleiben.
Bei der Lithografie entfernt die sanfte Trocknung Lösungsmittel und sorgt für eine angemessene Spannung im Film. Die strenge Trocknung bereitet den Film darauf vor, dem Ätzen und der Implantation standzuhalten. Mit diesem Thermoelement kann eine stabile, wiederholbare Temperaturregelung direkt an der Waferoberfläche erfolgen – dadurch bleiben die Abweichungen bezüglich der CD-Größe sowie der Rauheit der Konturlinien innerhalb der zulässigen Grenzen.
Das bedeutet weniger Nacharbeiten, eine vorhersagbare Selektivität beim Ätzen sowie eine konstante Leistung der Geräte. Zudem wird der Energieverbrauch verringert, da der Regelkreis nicht versucht, Überschreitungen oder Unterdrückungen auszugleichen.
Ein paar praktische Hinweise: Die Installation erfordert eine präzise Positionierung bezüglich des Heizers und der Waferoberfläche – schon ein Millimeter Versatz führt zu Abweichungen bei den Messwerten. Die Anschlussinterface sowie die Erdung müssen zum Equipment passen, damit Störungen durch elektromagnetische Felder vermieden werden.
Außerdem sollte ein Kalibrierungsplan erstellt werden. Auch wenn die Abweichungen gering sind, können sie über Tausende von Prozesszyklen hinweg messbar werden. Regelmäßige Überprüfungen sorgen dafür, dass der Prozess stets innerhalb des definierten thermischen Budgets bleibt.