In der 300-mm-Linie versagt das TSV-Verfahren, wenn sich das thermische Profil ändert. Schon ein Grad Unterschied über die Fläche des Wafers reicht aus, um die Vias zu beschädigen, den Fotoresist unbrauchbar zu machen und monatelange Arbeit zunichte zu machen. Der Heizer muss daher eine konstante Wärmezufuhr gewährleisten – nicht nur kurzfristige Wärmestöße.
Was wirklich wichtig ist
Wir haben den TSV-Heizer so konstruiert, dass er kurzwellige Infrarotstrahlen sowie einen Quarzkeramik-Komponenten verwendet, um die Entstehung von Partikeln auf Null zu reduzieren. Die Homogenität der Temperatur auf der Oberfläche des Wafers liegt bei ±0,1 °C über der gesamten Dicke des Wafers. Die Genauigkeit der Einstellung beträgt ±0,2 °C pro Prozessschritt. Das System eignet sich für Reinräume der Klasse 1–100, funktioniert 24/7 und ist für mehr als 5.000 Stunden Betriebszeit ausgelegt – mit weniger als 5 % Leistungsabfall. Die Temperatur kann dabei in 10 °C/S angehoben werden, sodass die Prozesszeit verkürzt werden kann, ohne dass das thermische Gleichgewicht gestört wird.
Warum dieses Verfahren für die TSV-Verarbeitung geeignet ist
Der TSV-Prozess umfasst Lithografie, Ätzen, Aufbringen von Beschichtungen sowie Elektrolyseprozesse – wobei der Fotoresist dabei immer wieder erhitzt wird. Es ist wichtig, dass die Erhitzung jedes Mal im gleichen Bereich stattfindet: Eine sanfte Erhitzung dient dazu, Lösungsmittel zu entfernen; eine starke Erhitzung sorgt dafür, dass die Maskierung stabil bleibt. Zudem ist eine langsame Abkühlung notwendig, um die Vias zu schützen. Unser Heizer hält den Wafer dabei immer auf der exakt richtigen Temperaturkurve – Batch für Batch. Dadurch wird eine bessere Kontrolle der kritischen Abmessungen erreicht, es entstehen weniger Defekte, und die Ausbeute kann besser planbar sein. Zudem sinkt der Energieverbrauch – die gewünschte Temperatur wird schnell erreicht, und sie bleibt stabil, ohne dass es zu Überschreitungen kommt.
Was man berücksichtigen muss
Die Plattform benötigt eine eigene Stromversorgung sowie eine saubere Gaszufuhr. Bei der Verwendung in älteren Bearbeitungsmaschinen sind meist mechanische Anpassungen sowie eine entsprechende Firmware erforderlich. Man sollte auch das thermische Gleichgewicht insgesamt berücksichtigen – also den Heizer, den Fixiermechanismus sowie den Schutzring. Nach einer kurzen Einrichtungsphase bleibt der Prozess danach stabil.