ファブの現場では、フォトレジストを加熱する際に0.1°Cの温度変動が生じると、ウェーハの線幅が変わり、本来良品であるはずのウェーハが不良品になってしまいます。このような温度変動を根本的に防ぐために、チップオンウェーハ用の赤外線ランプが開発されました。これは、温度管理が厳しく、再現性こそが最も重要な要素となるウェーハレベルでの熱制御を目的として設計されています。
技術的に重要な点 私たちは、近赤外線を発するクォーツ・ハロゲン式のエミッターを使用しています。このエミッターは、エネルギーを直接フォトレジストや薄膜に伝えるように調整されています。このシステムにより、150～300mmのサイズのウェーハ上での温度分布を±0.1°C以内に保つことができ、目標温度に到達するのに2秒未満かかります。ソフトベイクからハードベイクまでの温度の再現性は±0.5°Cであり、そのため重要な寸法も安定して保持されます。
ランプヘッドは、クラス1～100のクリーンルームで使用できるように作られており、ガス放出が少ない材料や粒子をコントロールする仕組みが備わっています。通常のベイクサイクル中には、粒子が発生しないことが確認されています。
なぜ生産現場で有効なのか リソグラフィー装置では、ベイクプロファイルが一定に保たれるため、ホットスポットや端部分の過剰加熱が起こらず、リワークの削減や歩留まりの向上が図られます。また、NIRを利用することで、キャリアではなく薄膜自体が加熱されるため、エネルギー消費量も削減されます。信頼性も高く、24時間365日の運用が可能で、MTBFは数万時間にも及びます。また、メンテナンスのタイミングも計画的に行われ、緊急対応が不要です。
計画するべき事項 このランプは、標準的なSEMIインターフェースと互換性がありますが、チャックの材質や反射板の形状をベイクプレートに合わせる必要があります。正確な特性を得るために、短時間の試験運転を行い、エミッシビティを調整します。
もう一つの制約は、熱干渉です。同じ装置で異なる薄膜を処理する場合、隣接する領域間には適切な間隔を設ける必要があります。