300mmラインでは、計画外の停止や粒子の発生が大きな問題となります。長年にわたり対流式オーブンが乾燥や焼成の役割を果たしてきましたが、その速度は遅く、温度のばらつきも生じやすく、また空気の流れによって粒子が舞い上がり、製品の品質が低下することもあります。プロセスの時間や温度が秒単位で管理される中で、赤外線技術は迅速で直接的かつクリーンな加熱を実現します。
技術的に重要なのは、熱がどのように伝わるかという点です。赤外線乾燥では、短波または中波の放射体を使用してウェハ表面に直接熱を与えるため、迅速かつ均一な加熱が可能です。これにより、ウェハ全体で±0.1℃以内の均一性が保たれ、繰り返し行っても同じ結果が得られます。また、ドアを開けた後でも数秒以内に温度が回復します。循環ファンがないため、クリーンルームのクラス1～100を実現でき、光学路も密閉されているため、粒子の発生もほぼゼロに抑えられます。エネルギー消費も減少し、エネルギーはウェハに直接使われ、チャンバーの壁や空気には使われません。
リソグラフィー工程では、サイクルタイムと欠陥の管理が重要です。赤外線モジュールをスピントラックや独立した焼成ステーションに搭載することで、フォトレジストを傷めずに焼成や乾燥の工程を短縮できます。その結果、寸法の精度が向上し、欠陥密度が低下し、ロット間のプロセスの安定性が確保されます。
大量生産を行う場合でも、信頼性は高く、5,000時間以上稼働しても出力の低下は5％未満であり、24時間365日の運転が可能です。これは、従来の対流式オーブンに代わる、国際的な機器基準に適合した、実証済みの技術です。
ただし、注意すべき点もあります。赤外線技術は、急速で均一な表面加熱が必要な薄膜やフォトレジストには非常に有効ですが、基板全体の放射率や反射率を制御する必要があります。実装時には、放射体のスペクトルをフィルムの構造に合わせ、温度センサーの設定もウェハ自体に合わせる必要があります。改修自体は簡単ですが、プロファイルを確定させ、新しい熱条件を検証するためには、十分なテスト期間が必要です。