ライン上で、反りのあるウェハは単なるスクラップではない。歩留まりに直接的な打撃を与え、スケジュールにも頭痛の種となる。
対流炉では熱慣性や温度勾配を解消できず、フォトレジストプロファイルが不均一となり、フィルムスタックにストレスが残留する。赤外線加熱は、必要な場所に必要なタイミングでエネルギーを注入することでこれを解消する。
内部で重要なポイント
短波赤外線エミッタはシリコンおよびフォトレジストの吸収スペクトルに合わせているため、エネルギーのカップリングがオーバーシュートなく精度よく行われる。これにより、チャック全体で±0.1°Cのウェハレベルの熱均一性が得られ、温度プロファイルは工程ごとにステップ単位で再現される。
システムはクラス1〜100のクリーンルーム内で運用され、生成粒子はゼロであることがインライン粒子モニタリングにより実証されている。出力は5,000時間以上にわたり安定し、強度ドリフトは5%未満に抑えられている。さらに、ハードウェア交換なしにSoft Bake、Hard Bake、ポストキュアの熱プロファイル調整が可能である。
実際に機能する理由
ウェハ乾燥では、赤外線が境界層を速やかかつ均一に透過し、反りの原因となるエッジビードを除去する。リソグラフィ工程では、Soft Bakeが溶媒を正確に除去し、フィルム内応力を抑制するため、レジストスタックが露光および現像中に平坦性を保つ。
キュアリングおよびパッケージング工程においては、同一プラットフォームで熱膨張係数の不一致および反りを低減する制御された熱バジェットを適用する。短サイクルタイムにより歩留まりは維持されるが、再現性が損なわれることはない。加熱するアイドルマスがないためエネルギー消費は削減され、消耗品が減ることで計画外の停止も減少し、ホットエアの再循環管理は不要となる。
注意すべきポイント
赤外線の性能は直視状態および放射率の安定性に依存するため、事前にウェハの裏面メタライゼーションとチャックの反射率を評価する必要がある。機械的な設計空間は狭くなることが予想され、エミッタの配置、遮蔽、冷却がツールの設置面積に組み込まれる必要がある。
一度整合すれば工程ウィンドウは広いが、資格認定では各レシピステップにおいてウェハ全面の温度マッピングが必須となる。