リソグラフィーの工程において、フォトレジストの焼成処理は決して手を抜くべきではありません。ソフトベイクやハードベイク時に1℃でも温度が変動すると、ウエハの重要な寸法が変わり、側壁の形状も乱れてしまいます。また、ウエハに熱的不均一性が生じると、歩留まりの低下や再加工が必要になり、最悪の場合は全ロットが廃棄されてしまいます。私たちは、半導体レーザーダイオードヒーターを開発し、ウエハの温度を±0.1℃以内に保つようにしています。これが、プロセスの許容範囲です。
内部で何が重要か 私たちは、閉ループ制御付きのNIRレーザーダイオードを使用しているため、熱が迅速かつ局所的に与えられ、ウエハに過剰な熱が加わることはありません。その結果、ベイク領域全体で±0.1℃の均一性が得られ、ロット間でも±0.05℃以内の再現性が保たれます。この装置は、クラス1からクラス100のクリーンルームで使用できるように設計されており、材料や表面処理も、ベイクや冷却の過程で粒子が発生しないように選ばれています。また、電力供給も24時間安定していて、5,000時間以上稼働しても出力の低下は5％未満です。
フォトレジスト処理においてなぜこれが重要か 温度精度は、溶剤の除去や架橋反応、そして最終的にはエッチング耐性に影響します。レーザーダイオードヒーターを使用すれば、各ベイクステップでの熱管理が可能になり、ウエハの寸法のばらつきが減少し、ラインエッジの荒さもコントロールできます。また、迅速な熱応答によりベイクサイクルが短縮され、電力の使用量も削減されます。さらに、メンテナンスの中断も少なくなります。この装置は既存のシステムに簡単に組み込むことができるため、プロセスの制御を強化しながらも設備の規模を維持できます。
準備が必要なこと 設置時には、光学パスを正確に調整し、排気や冷却システムが適切に機能しているかを確認する必要があります。ヒーターは、基板の裏面の状態が一定である場合に最も効果的に機能します。膜や残留物、歪みなどがあると熱の伝達が妨げられるため、それらを考慮してプロセスを設計する必要があります。具体的なウエハの構造に合わせて温度プロファイルを測定し、制御系を調整するためのテスト運転も行う必要があります。