ファブ内では、乾燥や焼成の過程での温度の変動は、グラフ上にわずかな変動として現れるだけでなく、最終的な歩留まりにも影響を与えます。1℃の温度変動でも、回路の寸法がナノメートル単位で変わってしまいます。また、汚れたヒーターからは粒子が飛び出し、それが製品の品質を悪化させます。そうした問題を解決するために、PID制御式の半導体ヒーターを開発しました。
技術的に重要なのは、短波長の赤外線放射体と閉ループPIDコントローラーを組み合わせることです。これにより、ウェーハ全体の温度を±0.1℃以内に保つことができます。チャックの温度均一性は±0.5℃未満であり、その結果、フォトレジスト層全体が同じ熱処理条件を受けることになります。応答速度は300ミリ秒未満であり、急激な温度変化を防ぐことができます。クォーツ製の窓とクリーンルーム対応のケースは、クラス1～100に適合しており、運転時には粒子が一切発生しません。24時間経っても、温度の再現性は≤0.2℃であり、これでオーバーレイやCDの制御を正確に行うことができます。
プロセス上では、ウェーハの乾燥において、迅速かつ均一な赤外線によって表面の水分を除去できます。これにより、表面張力に起因する欠陥やストリークが防がれます。リソグラフィーでは、同じ装置を使ってソフトベイクとハードベイクを行うことができ、これによりフォトレジストの厚さや接着性、エッチングの選択性を安定させることができます。
PIDループによって、ラインの沈下やバッチ間の変動、環境変化による影響を補償することができます。つまり、午前3時でも午後3時と同じ状態になります。また、赤外線は対象物を加熱するだけで、周囲の部品は加熱されないため、エネルギー消費も削減されます。
実用面での注意点としては、放射率と視野係数が重要です。暗色のコーティングやシールドは局部の過熱を引き起こす可能性があるため、校正マップを同梱し、ご自身のチャックで熱測定を行うことを推奨します。このヒーターは標準的な24Vの制御信号と110～240Vの入力電圧に対応していますが、PIDの調整は用途に応じて行われます。プロセスに合ったオーバーシュートや安定時間を設定するために、短時間のテスト運転を行うことをお勧めします。