
ライン上では、200mmのウェーハがフォトレジストを塗布されるのを待っている。ベイク処理は任意のものではなく、仕様上必須の工程だ。温度がわずかに変動しても、ウェーハの寸法に影響が出てしまう。そうなると製造プロセスは停止してしまう。私たちは、このような問題を防ぐために、赤外線ランプを用いてエピタキシャル加熱を行っている。
技術的に重要なのは、高速で直接的な放射加熱を実現するために、短波長の赤外線(NIR)クォーツハロゲンランプを使用している点だ。この光はシリコンや薄膜に効果的に届く。このシステムにより、処理領域全体でウェーハの温度が±0.1℃以内に保たれ、繰り返し精度も±0.2℃以内に抑えられる。
応答時間は50ms未満なので、ソフトベイクやハードベイク、硬化処理の間も正確に温度を制御できる。クリーンルームでの動作も考慮されており、クラス1~100の環境下で粒子が発生しないように設計されている。また、ランプのケースは高純度の材料を使用しており、ガスの発生を抑えている。
なぜこれが有効なのかというと、リソグラフィーではフォトレジストの厚みを一定に保ち、定在波を除去するために再現性の高いソフトベイクが必要だ。パッケージングでは、過熱を起こさずに架橋反応を促進する必要がある。清掃や乾燥の際には、溶剤を効果的に除去しつつ、スリップラインを防止するための適切な温度制御が求められる。
これらのランプによって、そのような制御が可能になり、対流式オーブンよりも少ないエネルギーで済む。また、急速な温度低下によってサイクルタイムも短縮される。実際、5,000時間以上の運転でも出力の低下は5%未満であり、ランプの交換回数も少なく、安定したプロセスが維持されている。
事前に知っておくべきことは、装置の機械的な構造や電気的な接続部分を合致させることだ。注文する前に、指定された電圧、コネクタの種類、冷却方式(強制空冷か水冷か)を確認しておく必要がある。
ランプの出力は直線的に伝わるため、チャックや固定具が影を作り、局所的な低温域が生じる可能性がある。そのため、位置合わせやビームの形状調整も設定時に行われる必要がある。
出力が安定し、基板上の温度分布が正確に把握できるまでには、少しの時間がかかる。一度設定が完了すれば、プロセスは安定した状態を維持する。