リソグラフィーの工程においては、焼成温度が1℃変動するだけで、回路の寸法にナノメートル単位の誤差が生じます。これだけでも、気づく前に大量のウェーハが廃棄されてしまうことになります。ソフトベイクではフォトレジストの形状を決定し、ハードベイクではその形状を固定します。しかし、ウェーハ全体にわたって均一な加熱が行われない限り、どちらも効果はありません。
重要なのは内部の仕組みです
私たちは、フォトレジストの焼成に使用する赤外線ランプとして、石英製のケースに入った短波長のNIRランプを採用しています。これにより、基板への負荷を最小限に抑えつつ、迅速かつ局所的な加熱が可能になります。焼成エリア全体での温度のばらつきは±0.1℃以内であり、この数値は温度センサーによって計測されます。クリーンルーム内での条件も設計段階で考慮されており、発ガス量が少ない材料や、クラス1～100に適合した包装が使用されています。また、安定状態になれば粒子の発生もありません。このシステムは、厳格な許容範囲内で設定値を維持するため、各種ベイク処理も適切に行われます。エネルギー消費もパルス制御や反射板を使って管理され、出力が安定しながらも熱量は低く抑えられます。
なぜこの技術が大量生産に適しているのか
実際の生産においては、一定の回路寸法を維持し、再作業を減らし、予測可能な歩留まりを得ることが重要です。急激な温度上昇がなく、サイクルタイムも短縮され、各ロットごとにフォトレジストの形状が安定します。また、これらのランプは24時間365日稼働しても出力の低下がほとんどありません。実際、5,000時間以上使用しても、出力の低下は5％未満です。メンテナンスの頻度も減り、計画外の停止時間も減少します。要するに、温度制御によってフォトレジストの品質が保たれるため、信頼性の高い再現性が得られるのです。
苦労して学ぶべきこと
設置時には、光学的な位置合わせを正確に行い、スペクトルが安定するように専用の電源装置を使用する必要があります。また、チャックの材質やコーティングが赤外線を吸収しないかを確認する必要があります。そうでない場合、ウェーハ上に温度勾配が生じます。さらに、冷却剤の純度も重要で、導電率が高すぎるとランプのケースに熱点ができてしまいます。そして、±0.1℃の温度安定性を維持し、粒子数も適切に管理するために、定期的な校正が必要です。