Maaike Godschalk
Specialist infrarood temperatuur
Van fotolak tot foutloos waferoppervlak: infraroodbeeldvorming bij lithografische reiniging
Restanten van fotolak en andere verontreinigingen kunnen de nauwkeurige patroonoverdracht op wafers verstoren. Dit leidt tot defecte circuits, verstoring van depositie- en etsprocessen, en uiteindelijk tot lagere opbrengst en verminderde betrouwbaarheid. Omdat deze residuen vaak niet zichtbaar zijn met optische inspectiemethoden, is hun detectie en volledige verwijdering lastig. Dat brengt de procesintegriteit in gevaar en verhoogt het risico op productiefouten.
Belangrijkste voordelen
Met infraroodbeeldvorming kunnen temperatuurverschillen tussen residu en waferoppervlak zichtbaar worden gemaakt. Hierdoor worden verontreinigingen die voor het blote oog onzichtbaar zijn, nauwkeurig gedetecteerd. Dit maakt gerichte reiniging mogelijk en verzekert een grondige verwijdering van fotolakresten.
Hoogresolutie infraroodcamera’s maken zelfs de kleinste restanten zichtbaar, waardoor de reinheid van wafers aanzienlijk toeneemt en de prestaties van volgende lithografiestappen verbeteren.
Het belang van grondige waferreiniging
Bij optische lithografie wordt een lichtgevoelige fotolak aangebracht op het substraat. Een fotomasker met het gewenste patroon belicht selectief delen van de fotolak. De belichte zones ondergaan een chemische verandering, waarna het patroon via ets-, depositie- of ionimplantatieprocessen op de wafer wordt overgebracht.
Na dit proces is het volledig verwijderen van de fotolak essentieel. Dit gebeurt doorgaans in drie fasen:
-
Het strippen van de fotolak.
-
Chemische reiniging om resterende residuen te verwijderen.
-
Nauwkeurige nabewerking en passivering van het oppervlak voor de volgende processtap.
Wanneer residuen achterblijven, ontstaan afwijkingen in het patroon of contaminatie die de volgende bewerkingsstappen beïnvloeden. Dit kan leiden tot defecte circuits, verminderde prestaties of lagere opbrengst.
Daarom is een betrouwbare detectiemethode nodig om ook onbekende en onzichtbare restanten te identificeren tijdens het reinigingsproces.
Infraroodbeeldvorming onthult onzichtbare residuen
Infraroodcamera’s zijn ideaal voor het detecteren van deze restanten, omdat ze thermische emissieverschillen zichtbaar maken.
De verschillende emissie-eigenschappen van residuen en reinigingsmiddelen veroorzaken thermisch contrast dat niet zichtbaar is in het optische spectrum. Hierdoor worden zelfs microscopische residuen herkenbaar, waardoor operators gericht kunnen reinigen.
De Optris PI 640 infraroodcamera is een hoogprecieze warmtebeeldcamera met een resolutie van 640 × 480 pixels. Dit maakt het mogelijk om zelfs minimale thermische afwijkingen te detecteren. Dankzij de PIX Connect-software kunnen gebruikers real-time data analyseren en eenvoudig integreren in bestaande inspectie- of reinigingssystemen.
Compacte afmetingen maken integratie in nauwe ruimtes eenvoudig. Diverse optieken zijn beschikbaar — bijvoorbeeld de 60°-lens, ideaal om volledige reactiekamers of substraatvlakken in één beeld te monitoren.
Ondersteuning bij lithografie en kwaliteitsborging
Door het gebruik van hoogresolutie infraroodcamera’s kunnen lithografieprocessen niet alleen beter worden gecontroleerd, maar ook gedocumenteerd.
Alle relevante data worden vastgelegd en vormen de basis voor kwaliteitsanalyse en procesoptimalisatie. Afwijkingen of onvolledige reiniging worden direct zichtbaar in het infraroodbeeld.
Het Optris-team ondersteunt klanten actief bij de implementatie. Engineers bezoeken installaties ter plaatse, testen configuraties en zorgen dat de camera’s optimaal zijn ingesteld. Deze praktijkgerichte begeleiding maakt het mogelijk om infraroodbeeldvorming naadloos te integreren in de halfgeleiderproductie.
De continue technische ondersteuning van Optris waarborgt bovendien een duurzaam en betrouwbaar partnerschap, met blijvende optimalisatie van meetprocessen.