Auf der Fertigungsstraße ist man mit solchen Situationen vertraut: Schon eine Abweichung von einer halben Grad in der Backtemperatur kann dazu führen, dass die kritischen Abmessungen um Nanometer verändert werden – und das bedeutet Schrott. Die Temperatursensoren für die Wafer sind keine zusätzlichen Komponenten; sie bestimmen vielmehr den thermischen Rahmen für die Lithografieprozesse, die Behandlung des Fotolacks sowie die Reinigung der Wafer. Wenn die Temperaturungleichmäßigkeiten groß sind, sinkt die Produktivität.
Wir haben diese Sensoren so konstruiert, dass sie eine Temperaturgleichmäßigkeit auf Wafer-Ebene von ±0,1 °C gewährleisten – mit schneller Reaktionszeit und wiederholbarer Messgenauigkeit. Das Sensorelement befindet sich in einer für saubere Räume geeigneten Hülle, die den Anforderungen der Klasse 1–100 entspricht. Die verwendeten Materialien werden so ausgewählt, dass keine Gase entweichen und keine Partikel entstehen. Die Ausgabe des Sensors bleibt 24/7 stabil, was zu keiner unplanmäßigen Stillstandszeit führt. Zudem wird die Kalibrierung über Tausende von Zyklen hinweg aufrechterhalten.
Bei der Verarbeitung des Fotolacks legt die „soft baking“-Phase das Lösungsmittelprofil fest, während die „hard baking“-Phase das Bild festlegt. Eine strenge Temperaturregelung reduziert die notwendige Backzeit, verringert die Notwendigkeit von Nacharbeiten und sorgt für eine gleichmäßige Verteilung der Linienbreiten. Dadurch wird die Wiederholgenauigkeit zwischen den verschiedenen Maschinen erhöht, es entstehen weniger Partikel, und der Energieverbrauch sinkt, da der Regelkreis nicht gegen starke Schwankungen ankämpfen muss. Bei der Reinigung und Trocknung der Wafer sorgt dieselbe Präzision dafür, dass die Oberflächenergie konstant bleibt – was wiederum die Trocknungsqualität verbessert und Defekte reduziert.
Die Installationsanforderungen sind streng. Der Sensor muss sich im thermischen Zentrum des Heizbereichs befinden und mit dem Anschluss sowie der Befestigungsinterface der Maschine übereinstimmen. Es ist damit zu rechnen, dass eine kurze Einarbeitungszeit erforderlich ist, um den PID-Regelkreis einzustellen und die Temperaturgleichmäßigkeit auf dem Wafer zu überprüfen. In Räumen mit hoher Luftfeuchtigkeit sollte man die Dichtheit der Anschlüsse überprüfen und regelmäßige Kalibrierungen vornehmen, um die Spezifikation von ±0,1 °C einzuhalten.