ウェーハ製造ラインにおいて、バイオセンサーの製造には、熱変動を許容する余地がありません。フォトレジストを加熱する際に0.5度程度の温度変動があっても、線幅が変わったり、感度が低下したりして、製造が中断されてしまいます。そのため、私たちは赤外線ランプを設計する際に、数時間にわたって安定した温度を維持できるようにしました。
重要なのは、石英製のケースを持つ短波長赤外線発光体を使用することです。そうすれば、熱が迅速に伝わり、汚染も防げます。ウェーハ表面全体の温度均一性は±0.1℃以内であり、この値はリアルタイムで測定されています。また、サイクルごとの再現性も±0.2℃以内であり、ソフトベイクやハードベイクの条件が変動することはありません。これらのランプはクラス1～100の清浄室で使用され、稼働中の粒子数もゼロです。5,000時間以上にわたって出力値は1％以内に抑えられており、熱応答時間も2秒未満です。これは、精密な制御を行うのに十分な速さです。
バイオセンサーの製造には、ホットスポットや溶剤の残渣に耐えられない薄膜や敏感な化学物質が使われます。赤外線を利用すれば、チャンバーではなくウェーハ自体を直接加熱できるため、熱遅れが減少し、リソグラフィーの精度が向上します。その結果、初回の歩留まりが向上し、再加工が必要な部品の数が減ります。また、CDの精度も確実に保たれます。エネルギー消費も削減されます。なぜなら、必要な時だけ熱を供給するからです。信頼性が高いため、予期しない停止が少なくなります。これは、ラインがタクトタイムに合わせて動作している場合に不可欠な要素です。
いくつか実用的なポイントがあります。ランプには専用の電源とフィードバック制御装置が必要です。標準的なレール上で問題なく設置できますが、古い型のベイクステーションの場合は、コンパクトなサイズのため、ブラケットの調整が必要になることがあります。清浄室向けのケーブル配線を適切に計画することで、空気の流れを維持し、粒子の侵入を防ぐことができます。位置合わせや校正が正しく行われれば、最初の日からプロセスに適した熱性能が得られます。