リソグラフィ工程において、ソフトベイク中のウエハ全体での温度変動が0.3℃に達すると、フォトレジストのプロファイルがナノメートル単位でずれることがあり、それが歩留まり確保と不良品量産の境界線となる。この不確実性を排除するため、先端ウエハファブ向けにゾーン別加熱システムを開発した。
技術的に重要な点
システムは独立したゾーン制御を備えた短波長ハロゲンクォーツ放射体で稼働し、反応速度が速く、90℃から250℃の設定温度範囲でウエハ全体の均一性を±0.1℃以内に保持する。ショット毎の再現性は±0.05℃であり、ソフトベイク、ハードベイク、ポストエクスポージャーベイクなどのクリティカルなベイク工程が仕様内に収まり、温度変動に追随する必要がなくなる。
カーボンファイバー強化ヒーターブロックとセラミック絶縁体により、アウトガスや粒子発生を抑制する。プラットフォームはクリーンルームクラス1～100に対応し、ISOクラス5準拠の材料、低粒子表面、HEPA対応の気流経路を備えている。インシチュの粒子モニターで粒子ゼロ運転を確認できるため、ベイク工程由来の欠陥が歩留まりに影響を及ぼすことを防ぐ。
パルスパワー制御によりエネルギー消費を削減し、MTBFは連続稼働で30,000時間を超える。
生産現場で維持される理由
300 mmファブでは熱予算の制約は厳しい。ゾーン別加熱によってエッジからエッジまでの温度が安定し、CD制御とサイドウォールプロファイルの再現性をロット間で一貫して維持できる。これにより、オーバーレイ精度が向上し、再作業が減少し、ホットスポットを追いかけ続けることなくベイクプロファイルを信頼できる。
信頼性も組み込まれている。システムはパイロットラインで24時間365日稼働し、計画外のダウンタイムはゼロであり、予知診断によりサービス間隔を延長している。
計画時に考慮すべき点
ゾーン別加熱はプロセスツールの熱エンクロージャーおよび制御バスに注意深く組み込む必要がある。レトロフィットは可能だが、設置時に機械的クリアランスとEMIシールドの検証が必要となる。
コミッショニングには2日間の時間枠を見込み、さらに1日間の適格性試験を計画してベイクマトリクスをレジスト積層構造に合わせて確定する必要がある。