Bei der 300-mm-Technologie sind unplanmäßige Stillstände sowie Partikel die größten Probleme. Konvektionsöfen werden seit Jahren zur Trocknung und Beförderung der Wafer verwendet – doch ihre Arbeitsweise ist langsam, es treten Abweichungen auf, und die Luftströmung kann Partikel aufwirbeln, wodurch die Qualität der Wafer beeinträchtigt wird. Wenn der Prozess in Sekunden und Grad gemessen wird, bietet das Infrarotverfahren ein anderes thermisches Profil: es ist schnell, präzise und effizient.
Technisch gesehen ist der Wärmetransportweg entscheidend. Beim Infrarottrocknen trifft die Wärme direkt auf die Wafernoberfläche – dabei werden Kurzwellen- oder Mittelwellenemitter eingesetzt, um eine schnelle und kontrollierte Erwärmung zu erreichen. Dadurch entsteht eine gleichmäßige Temperaturverteilung auf der Waferoberfläche innerhalb von ±0,1 °C. Zudem lassen sich wiederholbare Beförderungs- und Trocknungsprozesse durchführen, und die Wafer können innerhalb von Sekunden nach Öffnen der Tür wieder genutzt werden. Ein Reinraumstandard von Klasse 1–100 ist möglich, da es keine zirkulierenden Lüfter gibt und die optischen Wege abgedichtet sind – dadurch sinkt die Anzahl der Partikel nahezu auf Null. Der Energieverbrauch sinkt ebenfalls, denn die Energie geht direkt in die Wafer, nicht in die Wände des Behälters oder in die Luft.
In den Lithografieanlagen sind Zeitaufwand und Fehlerkontrolle entscheidend. Infrarotmodule können in die Spindelanlagen sowie in separate Beförderungsstationen integriert werden – dadurch können die Beförderungs- und Trocknungsprozesse optimiert werden, ohne dass der Fotolack beschädigt wird. Das Ergebnis sind eine genauere Kontrolle der kritischen Abmessungen, eine geringere Fehlerquote sowie stabile Prozessbedingungen über mehrere Chargen hinweg.
Wenn große Mengen produziert werden, bleibt die Zuverlässigkeit hoch: Die Geräte können mehr als 5.000 Stunden lang betrieben werden, mit weniger als 5 % Leistungsabfall – dadurch ist ein 24/7-Betrieb möglich. Es handelt sich dabei um eine bewährte Alternative zu herkömmlichen Konvektionsöfen, die den internationalen Standards entspricht und in der Praxis bereits erfolgreich eingesetzt wurde.
Was man beachten sollte: Infrarotverfahren eignen sich besonders gut für dünne Schichten und Fotolacke, wenn eine schnelle und gleichmäßige Erwärmung der Oberfläche erforderlich ist. Dabei muss jedoch die Emissivität und Reflexivität der Substrate kontrolliert werden. Die Implementierung bedeutet, das Spektrum der Emittoren anzupassen und die Temperatursensoren so einzustellen, dass sie auf die Waferoberfläche reagieren – nicht auf die Plattform. Die Einrichtung ist einfach, doch man sollte einen Zeitraum für die Kalibrierung einplanen, um die neuen Parameter festzulegen.