ファブフロアにおける熱異常は理論上の話ではない。廃棄ウェハ、破損したフォトレジストプロファイル、ライン全体に波及する歩留まり低下として現れる。MattsonのRTPツールのランプが経年劣化すると、温度均一性がずれ、プロセスウィンドウが狭まる。このズレを元から止めるために交換用ランプシステムを開発した。
技術的に重要な点
ランプは高純度石英封入の短波長ハロゲン要素を使用し、熱予算を超えずに高速昇温を実現している。プロセスゾーン全体でウェハレベルの均一性は±0.1℃以内に保持され、サイクル間の再現性は0.2℃に安定している。250℃から650℃の範囲で安定稼働し、サブ秒応答性能を持つため、スパイクアニールやフォトレジストベーク工程で有効である。クラス1–100のクリーンルーム対応で、パーティクル発生ゼロ、Mattsonツールにマッチしたコネクタインターフェースを備えている。
リソグラフィにおける効果
リソグラフィ工程のソフトベークとハードベークでは厳密な熱制御が求められる。わずかな温度オーバーシュートでもCDやサイドウォールアングルが変動する。このランプにより、ベークプロファイルの目標維持、線幅変動の減少、オーバーレイマージンの向上が実現する。また、ウェハを直接加熱するため、チャンバーを加熱する場合に比べて消費エネルギーが削減でき、長寿命によりPM負荷も軽減される。予期せぬ停止が減り、交換時期が予測可能で、プロセスCpkも安定する。
導入時の注意点
設置にあたっては、ランプの向き、冷却流路、高精度の光学調整をMattsonの特定チャンバーに合わせる必要がある。均一性記録用のキャリブレーションルーチンとサーマルマッピングキットを付属し、リリース前に均一性をドキュメント化できる。ランプは窒素および不活性ガス環境向けに最適化されており、酸素含有環境では要素寿命が短くなる。設置後は短期間の評価ランを計画し、レシピ確定とプロセスノードにおけるパーティクル性能の確認を推奨する。