Auf der Lithografieanlage ist das Austauschen einer Lampe niemals einfach nur ein Austausch der Lampe selbst. Es handelt sich dabei vielmehr um eine Kalibrierung, eine Neuberechnung der Dosis sowie möglicherweise auch um eine Anpassung der Prozessparameter, falls die spektrale Ausstrahlung außerhalb der vorgegebenen Grenzen liegt. Wir bringen keine UV-Lampe für die Halbleiterlithografie vorbei und behaupten dann, alles sei erledigt. Stattdessen messen wir zunächst die aktuellen Werte und erstellen anschließend eine optimierte Anordnung von Lampe, Reflektor und Leistungsprofil – also alle Komponenten, die für einen einheitlichen Strahlungsverlauf notwendig sind.
Was technisch wirklich wichtig ist
Bei der Halbleiterlithografie ist die Reaktion des Photopolymers sehr empfindlich. Unsere UV-Lampen für diese Anwendung sind auf eine stabile Quecksilberdampflampe ausgelegt und sorgen für eine wiederholbare spektrale Ausstrahlung mit starken, konstanten Strahlen bei 365 nm, 385 nm und 405 nm. Die maximale Intensität wird am Substrat selbst gemessen – nicht an der Lampe selbst – denn nur dieser Wert kann eine zuverlässige Prognose über die Verknüpfung der Moleküle liefern. Wir passen Länge der Lampe, Abstand zwischen den Elektroden sowie die Geometrie der Elektroden an Ihre Kollimatoroptik an, damit das Strahlungsprofil über die gesamte Fläche konstant bleibt. Die Stabilität der Ausstrahlung wird im Laufe der Zeit überwacht: In der Regel bleibt die Intensität bei 5.000 Betriebsstunden innerhalb des vorgegebenen Leistungsbereichs bei weniger als 5 %.
Es geht also nicht darum, einfach nur Licht zu kaufen. Vielmehr geht es um die Wiederholbarkeit der Dosis. Wir führen Vor-Ort-Diagnosen durch, um die Intensität, Hotspots sowie das spektrale Gleichgewicht im Belichtungsbereich zu ermitteln. Anschließend justieren wir Lampe und Reflektor so, dass die gewünschte Energie-Dichte in mJ/cm² erreicht wird. Der Vorteil ist eine geringere Anzahl an Nacharbeiten, eine bessere Kontrolle der kritischen Abmessungen sowie eine vorhersehbare Umwandlung des Photoinitiators auf den Wafern. Zudem wird durch die Anpassung der dichroischen Beschichtung des Reflektors an das Spektrum der Lampe weniger Energie verschwendet – dadurch wird die Effizienz von elektrischer Energie in UV-Strahlung verbessert.
Ein paar praktische Hinweise
Diese Lampen sind empfindlich gegenüber der Anzündspannung, der Kühltemperatur sowie dem Ozongehalt. Sie benötigen eine stabile Stromversorgung mit passendem Ballast und müssen in sauberen, trockenen Gehäusen mit richtiger Entlüftung installiert werden. Es dauert etwas Zeit, bis die Lampe ein spektrales Gleichgewicht erreicht hat. Planen Sie daher den Austausch der Lampen während der vorgesehenen Wartungszeiten ein. Die Kompatibilität ist nicht immer gegeben: Wir prüfen vor dem Kauf den Steckertyp, die Abmessungen des Gehäuses sowie die Position der Elektroden in Bezug auf Ihre Belichtungseinrichtung.