リソグラフィーの工程において、温度は単なるパラメーターではありません。それ自体が工程そのものなのです。ソフトベイク時に2°Cの変動があるだけで、フォトレジストの厚さが変わってしまいます。また、ハードベイク時にわずかでも温度が変動すると、重要な寸法の制御が崩れてしまいます。ウェーハは絶えず移動しており、オーブンも停止することはありません。したがって、熱管理は非常に重要です。
ハードウェア面で重要なのは何か
私たちは、個々の熱領域を独立して制御できるようにゾーン別の加熱システムを構築しました。これにより、ウェーハ全体の温度分布を均一に保ちつつ、特定の場所の温度を正確に制御できます。短波長のハロゲン素子を使用することで迅速な応答が得られ、フィードバック制御によって、ウェーハ全体の温度が±0.1°C以内に抑えられます。
このシステムは、クラス1～100のクリーンルームで動作し、粒子の発生を防ぐために、低ガス放出型の材料や密閉型の石英/セラミック界面、層流式の空気流れが採用されています。その結果、長時間のベイク処理でも粒子数が安定します。再現性が最も重要です。すべてのソフトベイクやハードベイクで、同じ温度曲線が得られるのです。
なぜ実際の工場で効果的なのか
大量生産のウェーハ工場では、ゾーン別加熱によって熱のばらつきを管理可能になります。フォトレジストの処理が安定し、廃棄物や再作業が減少します。また、ラインエンジニアはCDや側壁角度、残留膜厚の制御において余裕を持つことができます。
同じ精度により、過剰な加熱を避けることができ、エネルギー消費も削減できます。部品は24時間365日の運転に耐えられ、予測可能なメンテナンス間隔が設定されているため、予期せぬ停止や問題が少なくなります。
正しく機能させるために必要なこと
ゾーン別加熱が効果的に機能するためには、熱分布をウェーハの形状やベイクの順序に合わせて設計する必要があります。具体的なホットプレートの形状や処理手順に基づいて、ゾーンの数や配置を決定し、空気流れや排気路を適切に設計することで、クリーンルームの基準を満たすことができます。
ほとんどのターンテーブル上での改造は簡単ですが、ラインの変更を行う前には、機械的な構造や配管の接続部分を確認する必要があります。