リソグラフィー工程において、ソフトベイクやハードベイク時の温度が半度程度変動しても、それは決して小さな誤差ではありません。これは歩留まりの低下を意味します。フォトレジストの特性が変わり、重要な寸法が狂ってしまい、描画される線も正確に描かれなくなります。コーター/デベロッパー装置においては、この熱処理の過程で再現性が保たれるかどうかが決まります。
赤外線加熱の精度：サブミリメートル単位の均一性と再現性
私たちは、設計上の工夫により放射熱を均一に分散させる短波長NIR方式を採用してコーター/デベロッパー用の赤外線ヒーターを開発しました。その結果、ウェーハ面全体でサブミリメートル単位の高い均一性を持つ熱場が実現し、厳しい許容範囲内でウェーハの温度を制御できます。再現性は、ループ式の校正や安定した放射率管理によって保たれ、バッチごと、シフトごとに同じ条件で加熱処理が行えます。ここで重要なのは、最高温度に達することではなく、フォトレジストが受ける全体的な熱量を制御することです。
なぜ半導体製造プロセスに適しているのか
クラス1～100のクリーンルームでは、粒子の発生は温度エラーと同じくらい問題になります。私たちは、粒子の発生を抑え、ウェーハを汚染するようなガス放出がないように、ヒーターの形状や材料を選んでいます。このシステムにより、ソフトベイクやハードベイク時のフォトレジストの加熱精度が維持され、粘度や溶剤の除去、接着力も安定します。この安定性により、試験サイクルが短縮され、廃棄物も減少します。
また、赤外線は直接熱を伝えるため、エネルギー消費も少なく、温めるのも速く、扱いにくい熱容量もありません。信頼性も高く、24時間365日稼働しても問題なく、メンテナンスの中断も少なく、交換間隔も予測可能です。
実装上の注意点
ほとんどのコーター/デベロッパー装置に簡単に設置できますが、熱的な接続部分が重要です。ヒーターの取り付け位置を既存のプラテンに合わせ、接触面の放射率を確認する必要があります。そうしないと、設定した温度と実際のウェーハ温度に差が生じます。PIDの調整や、使用するフォトレジストの特性に合わせた均一性の確認のために、短時間のテスト運転が必要です。
ただし、赤外線の強度は基板やキャリアの熱容量に合わせる必要があります。非常に薄い膜や特殊な基板の場合は、オーバーシュートを防ぐために、特別な出力プロファイルが必要になることがあります。