リソグラフィーの工程においては、ポリイミド系フォトレジストは、通常のランプを使った場合とは異なる厳格な温度管理が必要です。わずか0.5度程度の温度変動でも、レジストの厚みが均一でなくなってしまいます。また、過度に高い温度で加熱すると、エッチング後に残留物が残ってしまいます。必要なのは、信頼性の高い加熱システムです。急速な温度上昇、極めて高い再現性、そしてクリーンルーム内で使用しても粒子を発生させないハードウェアが求められます。
実際にどのような仕組みになっているかというと、私たちのポリイミド用赤外線ランプは、ポリイミドが吸収する波長に合わせて調整された短波長のNIR光源を利用しています。これにより、非接触で迅速に加熱でき、熱的インピーダンスも低く抑えられます。ウェーハ全体の均一性は±0.1℃以内で保たれ、異なるウェーハ間の再現性も±0.2℃以内です。このランプは、クラス1～100のクリーンルーム内で使用可能で、粒子の発生もありません。5,000時間以上使用しても出力の低下は5％未満であり、24時間連続運転に耐えられるように設計されています。
実際にラインが稼働しているときは、どうなるのでしょうか？より厳格な寸法管理が可能になり、再加工が必要なロットの数も減少します。ソフトベイクの処理時間は数秒で済み、溶剤の除去も予測可能です。ハードベイクでは、適切な架橋密度が得られ、過度な加熱を避けることができるため、残留応力も低く抑えられ、パターンの崩壊リスクも減少します。また、エネルギーの消費も減少します。なぜなら、エネルギーは直接レジストに届き、チャンバーを加熱するために使われないからです。その結果、一貫したエッチングパターンが得られ、スクラップも減少し、スケジュールも守りやすくなります。
仕様を決定する前に、いくつか実用的な注意点があります。設置時には、ランプのサイズや光学結合部をコーティング/ベイク装置に合わせる必要があります。試運転は短時間で済みますが、具体的なレジストの特性に合わせて、温度上昇の速度やオーバーシュートを調整する必要があります。NIRの強度は距離によって変化するため、適切な距離を保つ必要があります。そうしないと、均一性や再現性が悪くなってしまいます。また、定期的な光源の校正や、クリーンルーム規格に従った取り扱いが必要です。