In der Fertigungsstätte führt eine Abweichung der Backtemperatur um 0,5 °C dazu, dass die kritischen Abmessungen der Wafer verändert werden – dadurch werden viele Wafer unbrauchbar. Bei der Heizung von Halbleitern darf es keine großen Abweichungen geben. Für den weichen sowie harten Backvorgang sind reproduzierbare Einstellungen notwendig – diese müssen in jedem Fach sowie in jedem Schichtbetrieb gleich bleiben. Wir haben unseren Thermoelement dafür speziell entwickelt.
Was wirklich wichtig ist: Wir verwenden ein Typ-K-Thermoelement mit einer geringen Wärmemasse am Anschlusspunkt sowie einer oxidationsbeständigen Hülle. Die Reaktionszeit liegt unter 200 ms, und das Thermoelement bleibt konstant bei 500 °C. Der Controller linearisiert die Ausgabe, und die Geometrie des Sensors passt zum Heizelement – dadurch wird genau die Oberfläche des Wafer gemessen, nicht der Heizelement selbst.
Die Homogenität auf Waferebene liegt bei ±0,1 °C. Zudem gibt es nur eine geringe Selbstheizung sowie keine nennenswerten EMV-Abweichungen. Das Gerät ist für Reinräume der Klasse 1–100 geeignet. Die verwendeten Materialien und Verbindungen stoßen keine Partikel oder Gase ab.
Warum das bei uns funktioniert: In den Lithografieeinheiten sowie in den Beschichtungs-/Backmodulen schließt dieses Thermoelement den thermischen Kreislauf ab. Dadurch bleiben die Parameter des Photoresisten-Backvorgangs innerhalb der vorgegebenen Grenzen – dadurch wird Nacharbeiten reduziert und die Kontrolle über die Temperatur verbessert. Das Ergebnis sind weniger Abweichungen, stabile CD-Strukturen sowie eine zuverlässige Produktqualität.
Der Energieverbrauch sinkt, da das Heizelement genau die vorgegebene Temperatur erreicht – es kommt zu keiner Überschreitung der Temperatur. Die Zuverlässigkeit bleibt über Zehntausende von thermischen Zyklen hinweg erhalten – das bedeutet weniger Wartungsarbeiten und weniger unplanmäßiger Stillstand.
Details, die Probleme verursachen, wenn man sie ignoriert: Die Montagegenauigkeit muss hoch sein. Der Sensor muss genau im vorgesehenen Punkt angebracht werden, damit die gewünschte Homogenität erreicht wird. Wenn man alte Heizelemente verwendet, ist oft eine Anpassung des Controllers notwendig – schließlich ändert sich die Wärmemasse, wodurch die Reaktion des Systems anders ausfällt.
Die Hülle des Sensors muss intakt bleiben. Wenn sie verbogen wird oder zu stark verdreht wird, kommt es zu Kalibrierungsfehlern. Planen Sie daher regelmäßige Überprüfungen des Sensors. Selbst das beste Thermoelement altert mit der Zeit – in der Halbleiterindustrie nehmen wir das bereits in die Planung auf.