24時間稼働のファブフロアでは、ベーク温度のわずかな変動や粒子のスパイクが単なるグラフ上の線として現れるだけでなく、多数のウェハを廃棄する原因となる。ウェハ処理においては、フォトレジストのソフトベークおよびハードベーク中の熱的逸脱に対して一切の余裕がない。そこで当社では、サイクルごとに熱プロファイルを安定して保持するためのカスタム赤外線ヒーターを開発した。
技術的に重要なポイント
当社は、ウェハレベルでの制御を実現するNIRヒーターを設計しており、基板全体で±0.1℃の均一性を達成。これにより、重要なライン幅が設計通りの位置に維持される。石英ハロゲン素子は、高速かつクリーンなエネルギーを狭いスペクトル範囲で供給し、熱遅延やオーバーシュートを低減する。クローズドループ制御により、設定値の再現性は0.2%以内に保たれる。ヒーター本体はClass 1～100のクリーンルームに対応しており、現場での粒子発生ゼロが検証済みである。
購入するのは約束ではなく、稼働時間である。現場データによれば、フルデューティサイクルで5,000時間以上の運転が可能で、出力安定性は5%未満に維持されている。
リソグラフィでの効果
リソグラフィ工程では、これによりフォトレジストのプロファイルが安定し、再作業が減少、CD制御の予測性が向上する。高速な熱応答はサイクルタイムの短縮に寄与し、素子寿命の長さは予備品の在庫削減とメンテナンス間隔の延長を可能にする。システムが温度を正確にターゲティングするため、無駄なアイドリングや不要な冷却ループがなくなりエネルギー消費も低減される。
熱予算の管理が再現性をもって行われると、プロセスウィンドウが広がる。そして、汚染を防ぐことで歩留まりが向上する。
事前に押さえておくべき点
これらのヒーターはアプリケーション固有であり、装置の形状、電圧、コネクタインターフェースに合わせて設計されている。統合時には機械的なエンベロープと制御信号の調整を早期に行う必要がある。清浄で乾燥した空気または窒素パージ環境下での運用が最適であり、湿度や腐食性のある雰囲気では素子寿命が短くなる。
定期的なキャリブレーションチェックを計画することが重要であり、これにより7×24稼働の長期間にわたり±0.1℃の均一性を維持できる。