製造現場では、トロリーヒーターの熱変動は大きな問題としては扱われません。それは、フォトレジストを焼成する際に0.3℃程度の偏差として現れるだけです。そして、その結果、ウェーハの線幅にも偏差が生じ、それを解消するのに1週間もかかってしまいます。私たちは、クリーンルーム用のトロリーヒーターを設計する際、熱変動を適切な範囲内に抑えるようにしています。つまり、プロセスの許容範囲内に留めておくのです。
技術的に重要な点 私たちは、石英製のケース内に短波長の赤外線素子を使用しています。これにより、迅速な応答性と低い熱容量が実現されます。作業エリア全体で、50℃から300℃の設定温度範囲内で、ウェーハの均一性を±0.1℃以内に保ちます。これは、実際の生産条件下で校正済みのサーミスタを用いて測定されます。制御はループ制御方式で行われ、複数のゾーンで補正が行われるため、工程間の再現性は±0.2℃以内に保たれます。
ヒーター本体はステンレス製で、接合部も密閉されています。空気の流れを最適化することで、粒子の飛散を最小限に抑えています。クリーンルームのクラス1～100に適合していることは、排気口での定期的な粒子検査によって確認されています。
実際の稼働環境での性能 ウェーハの乾燥や洗浄の際、ヒーターは露点を安定させるため、水の除去が一貫して行われます。これにより、熱衝撃が発生しません。リソグラフィーの場合も、同様の安定性によって、ソフトベイクやハードベイクの制御が可能となり、残留溶剤のばらつきやCDの変動を削減できます。
パッケージングの硬化処理においては、迅速な温度上昇によりオーブン内での滞在時間を短縮できます。また、エネルギー消費もデューティサイクルの最適化によって管理され、予測可能な熱特性によって不良品や再作業が減少します。
準備が必要なこと 設置時には、適切な電圧を確保し、十分な電流が供給されるようにする必要があります。また、装置の位置を調整して、空気の流れが均一になるようにしなければなりません。清潔で事前に加熱されたチャンバーの場合、応答速度が最も速くなります。冷たいウェーハを入れると、制御ループが安定するまで一時的に過剰な反応が見られます。
実際のウェーハやキャリアの配置に合わせて、設定値を調整するためのテスト運転を行うことが必要です。